带四圆孔矩形垫片的落料冲孔正装复合模具设计【冲压模含13张CAD图】
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带四圆孔矩形垫片的落料冲孔正装复合模具设计【冲压模含13张CAD图】
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充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第1页带四圆孔矩形垫片的落料冲孔正装复合模具设计【冲压模】摘要本模具为垫片落料冲孔模具,在设计时1、接受任务书。2、调研消化原始资料。3、选择成形设备。4、拟定模具结构方案。5、方案的讨论与论证。6、绘制模具装配图。7、绘制零件图。8、编写设计说明书。9、模具制造试模与图纸修改。正确的确定模具成形零件的尺寸凸模、凹模等零件是确定制件形状、尺寸和表面质量的直接因素关系甚大，要特别注意。模具的设计应制造方便,尽量做道使设计的模具制造容易、造价便宜。特别是比较复杂的成形零件，必须考虑是采用一般的机械加工方法加工还是采用特殊的加工方法加工。模具的设计应当效率高、安全、可靠。模具零件应耐磨耐用。关键词模具、凸模、凹模、落料、冲孔。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第2页PADPIERCINGANDBLANKINGDIEDESIGNABSTRACTTHISMOLDINGTOOLISAPADPIERCINGANDBLANKINGMOLDWHILEDESIGNING1ACCEPTTHEMISSIONBOOK2THEINVESTIGATIONDIGESTSTHEPRIMITIVEDATA3CHOOSETOMODELTHEEQUIPMENTS4DRAFTTHEMOLDINGTOOLCONSTRUCTIONPROJECT5THEDISCUSSIONOFTHEPROJECTANDARGUMENT6DRAWINGTHEMOLDINGTOOLASSEMBLESTHEDIAGRAM7DRAWTHESPAREPARTSDIAGRAM8WEAVETOWRITETODESIGNTHEMANUAL9THEMOLDINGTOOLMANUFACTURINGTRIESTHEMOLDANDDIAGRAMPAPERMODIFICATIONTHEEXACTITUDEREALLYSETTLESSIZEPUNCH,DIE,ETCSPAREPARTSTHATMOLDINGTOOLMODELSPAREPARTSISADIRECTFACTORTHATCERTAINSYSTEMASHAPE,SIZERELATETOWITHTHESURFACEQUANTITYVERYBIG,WANTTOBESPECIALLYATTENTIONTHEDESIGNOFTHEMOLDINGTOOLSHOULDMAKETHECONVENIENCE,DOINGAMOLDINGTOOLMANUFACTURINGTHATMAKEDESIGNEASYANDBUILDTHEPRICECHEAPNESSTOTHEBESTMODELTHESPAREPARTSESPECIALLYMORECOMPLICATEDLY,MUSTCONSIDERISTOADOPTTHEGENERALMACHINEPROCESSTHEMETHODPROCESSESTOADOPTSTILLTOPROCESSSPECIALLYTHEMETHODPROCESSESTHEDESIGNOFTHEMOLDINGTOOLSHOULDSTHEEFFICIENCYHIGH,SAFETY,DEPENDABLETHEMOLDINGTOOLSPAREPARTSSHOULDBEARTOWHETENDURINGKEYPHRASEMOLDINGTOOL,PUNCH,DIEPIERCINGBLANKING充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第3页目录摘要3前言5绪论6一、国内模具的现状与发展趋势61国内模具的现状62、国内模具的发展趋势7二、国外模具的现状与发展趋势8第一章任务来源及设计意义911设计任务来源921设计目的及意义10第二章冲压工件的工艺性分析1021冲压及冲裁件的工艺性的概念1022零件工艺性分析11221材料11222工件结构11223尺寸精度11224结论11第三章冲压工艺方案的确定1131确定工艺方案的主要原则概括起来主要有以下三点1132工艺方案的确定12第四章模具结构形式及冲压设备的选择1241模具结构形式的选择12411模架及导向方式12412毛坯定位方式的选择13413卸料、出件方式的选择13414主要零部件的定位方式和固定方式1342冲压设备的选择13第五章主要工艺参数计算1451排样设计与计算14511选择排样方法15512确定搭边值15513计算送料步距与条料宽度15514计算材料利用率16515画出排样图1652计算工序压力17521落料力的计算17522顶件力的计算17523冲孔力计算18524卸料力的计算1853计算模具的压力中心1854计算凸凹模工作部分刃口尺寸计算原则19541冲裁凸凹模刃口尺寸计算1955弹性元件的选取与设计21充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第4页551上卸料采用橡胶作为弹性元件21第六章选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸2361确定工作零件23611凹模23612凸模2362定位零件的设计2463导料销的设计2564卸料部件的设计25641卸料螺钉的选用2565模架及其他零部件设计26651模架26652模柄27653固定板、垫板28654螺钉与销钉28第七章模具的总体装配30第八章模具工作零件的加工工艺3181冲裁模凸、凹模的技术要求及加工特点3182凸、凹模加工的工艺路线有以下几种方案3183本副模具工件零件加工方案的确定32第九章模具零件的材料及热处理36设计小结37致谢38参考文献39充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第5页绪论一、国内模具的现状与发展趋势1国内模具的现状模具行业有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具1813亿我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2美元，出口模具491亿美元，分别比2003年增长18、324和459。进出口之比2004年为3691，进出口相抵后的进净口达132亿美元，为净进口量较大的国家1。在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂的数量增加，能力提高较快；“三资”及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等2。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。低档模具过剩，高档模具供不应求，甚至有的依赖进口，因此，模具企业必须找准自己的弱点，尽快缩短与国外的差距。1体制不顺，基础薄弱“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。2人才严重不足，科研开发及技术攻关方面投入太少模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代进步和技术发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视，因而协作差由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。5模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。2、国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第6页的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面1模具日趋大型化；2在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3模具扫描及数字化系统；4在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7模具的精度将越来越高；8模具研磨抛光将自动化、智能化；9研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10开发新的成形工艺和模具。二、国外模具的现状与发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50以上；国外模具企业的组织形式是“大而专”、“大而精”。2004年中国模具协会在德国访问时，从德国工业、模具行业组织德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90，可见其规模效益。随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70以上，而我国才达到45充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第7页第一章任务来源及设计意义11设计任务来源设计题目垫片材料45钢厚度2MM生产批量大批量生产图（11）产品零件图21设计目的及意义冷冲压模具设计是为模具设计与制造专业学生在学完基础理论课，技术基础课和专业课后，所设置的一个重要的实践性教学环节。用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。本设计题目为垫片，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计设计目的及意义。其目的有以下几点1综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，全面系统巩固课堂教学的基本知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，提高综合能力的培训及扩大模具领域的新知识，从而培养和提高学生独立工作的能力。2巩固与扩充“冷冲压模具设计”等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。3掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。本课题的意义是通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冷冲模设计的基础，为设计更复杂的冷冲模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第8页第二章冲压工件的工艺性分析21冲压及冲裁件的工艺性的概念冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。在冲压加工中，将材料（金属或者非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具（俗称冲模）。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率高，成本低的条件下得到质量合格的冲裁件。影响冲裁件工艺性的因素很多，如冲裁件的形状特点、尺寸大小、尺寸大小标注方法精度要求和材料性能等。良好的冲裁件工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单而且寿命长、产品质量稳定、操作简单等。11刘建超、张宝忠主编冲压模具设计与制造高等教育出版社22零件工艺性分析221材料45钢是优质碳素结构钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，并且市场上也容易购买到此种材料，价格适中。222工件结构冲裁件的形状应尽量简单、对称，最好是有圆弧和直线组成。应该避免冲裁件上有过长的悬臂和狭槽，其最小厚度要大于材料厚度的两倍。由工件图看，此工件只有落料和冲孔两个程序，将外形视为落料，内形视为冲孔，由于制件结构简单，故采用复合冲压工序，这样可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且避免原有加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也有利。223尺寸精度为降低冲压成本，获得最佳的技术经济效果，在不影响冲压件使用要求的前提下，应尽量采用经济精度。所谓经济精度是提高模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而经济上又最合理的精度。冲裁件的精度一般满足其经济精度要求。该工件图上的尺寸除了60025MM和180025MM有精度要求外，其余尺寸未注公差，全部属自由尺寸，精度要求不高，按IT14级确定。因此，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。由文献2表24标准公差查得R200052MM，1000087MM，2200115MM，15004MM。2薛彦成主编公差配合与技术测量机械工业出版社224结论该制件可以冲裁充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第9页第三章冲压工艺方案的确定31确定工艺方案的主要原则概括起来主要有以下三点（1）保证冲裁件质量（2）经济性原则（3）安全性原则33丁松聚主编冷冲模设计机械工业出版社32工艺方案的确定在冲裁工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点确定冲裁工艺方案。确定工艺方案首先要考虑的问题是确定冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排，冲裁工序数一般容易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序该项零件包括落料冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案方案一先落料，后冲孔，采用单工序复合模生产。方案二先落料，后冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产率较低，难以满足该项零件的年产量要求。方案二只需用一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证需要，具生产率也高。尽管模具结构较方案一复杂。但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具，生产率也高，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂，通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。同时考虑到不让废料在凹模内积聚。可采用正装复合模工序。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第10页第四章模具结构形式及冲压设备的选择41模具结构形式的选择411模架及导向方式根据国家标准，模架主要有两大类一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。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。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。模架的基本要求（1）要有足够的强度与刚度；（2）要有足够的精度（如上下模座要平行，导柱、导套中心要与上下模座垂直，模柄要与上模座垂直等）。（3）上下模之间的导向要精确（导向件之间的间隙要很小，上下模之间的移动要平稳和无滞住现象）。由上述看，选择模架非常重要。为了满足模架的基本要求及保证模具的使用寿命，且后侧导柱模架的导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便。故该复合模选用后侧导柱模架。3412毛坯定位方式的选择模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。控制送料步距的定位，称为挡料；控制条料宽度方向上的定位，称为导料。冲裁条料时，导料零件有导料板和导料销等，保证进距的挡料销和定距侧刃等。导料板和导料销对条料或卷料的侧边进行导向，以保证其正确的送进方向的板件或销。条料靠着导料板或导料销的一侧导向送进，以免送偏。44中国机械工业教育协会组编冷冲模设计与制造机械工业出版社根据工件图，该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，送进步距控制采用挡料销。413卸料、出件方式的选择卸料装置分固定卸料装置、弹压卸料装置和费料切刀三种。其中卸料板用于卸掉卡在凸模上或凸凹模上的冲裁件或废料的板件。固定卸料装置装于下模的凹模上，结构简单、卸料力大，使用安全可靠，一般仅起卸料作用，用于硬料、厚料。出件装置主要有刚性出件装置和弹性出件装置两种，刚性出件装置一般用于上模，它是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的打料杆，撞击上模内的打杆与推件板（块），将凹模的工件推出，因此推件力大，而且工作可靠。因为工件为垫片，且垫片要求有很高的平整度，故采用弹压卸料装置，卸料可靠。该模具采用弹性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第11页414主要零部件的定位方式和固定方式凸模用凸模固定板固定，固定方法通常是采用台肩固定，其配合为台阶式凸模用H7/H6，直通式凸模用N7/H6、P7/H6；凹模用导料销定位，一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。42冲压设备的选择冲压设备的选择应注意以下几点（1）压力机的吨位应当等于或大于冲裁时的总力，即F压F总式中F压所选压力机的吨位F总冲裁时的吨位（2）根据模具结构选择压力机类型和行程次数，如复合模工件需从模具中间出件，最好选用可倾式压力机。（3）根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面积尺寸，如有推件时应考虑台面孔的大小使冲后有零件能自由通过。（4）选择压力机的闭合高度与模具是否匹配。（5）模柄直径、长度是否与压力机滑块模柄直径、深度尺寸相当。（6）压力机的行程次数应当保证有最高的生产率。（7）压力机应该使用方便和安全。55王芳主编冷冲压模具设计指导机械工业出版社为安全起见，防止设备的超载，可按公称压力F压（1618）F总的原则选取压力机，参照文献6表810开式双柱可倾式压力机主要技术规格初选公称压力为1000KN的开式双柱可倾式压力机。6许发樾主编模具设计应用实例机械工业出版社充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第12页第五章主要工艺参数计算51排样设计与计算在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件形状尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。511选择排样方法冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。合理的排样是降低成本和保证冲裁件质量及模具寿命的有效措施，故排样时应考虑如下原则（1）提高材料利用率。（2）合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。（3）模具结构简单，寿命长。（4）保证冲件质量和冲件对板料纤维方向的要求。4因该工件是由圆弧和直线组成，且形状和结构对称，采用直排时材料利用率高，故选择直排。512确定搭边值排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边值要合理确定，搭边值过大，材料利用率低，过小时搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口，因此确定搭边值时应考虑如下因素材料的力学性能软材料、脆材料搭边值要大一些；硬材料搭边值可小一些。（1）材料的厚度材料越厚，搭边值也越大。（2）冲裁件的形状和尺寸冲裁件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。（3）排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边值。（4）送料及挡料方式用手工送料且有侧压装置的搭边值可小一些，用侧刃定距比用挡料销定距的搭边值小一些。（5）卸料方式弹性卸料比用刚性卸料的搭边值要小一些。搭边的作用主要有（1）补偿误差的作用；（2）使凸凹模刃口双边受力均匀；（3）对于利用搭边拉条料自动送料的模具，搭边使条料有一定的刚度以保证条料有连续送进；（4）提高模具的寿命。由文献4表312搭边A和A1数值查得A120MM，A25MM充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第13页513计算送料步距与条料宽度（1）送料步距条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。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。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为SDA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S50X22102MM（2）条料宽度条料宽度的确定原则是最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考虑模具的结构中是否采用侧压装置和侧刃。因本副模具要求条料始终沿着导料板送进，所以模具结构中采用有侧压装置，则条料在有侧压装置的导料板之间送进时的计算公式如下1条料宽度B0（DMAX2A）0导料板之间距离ABCDMAX2AC式中DMAX条料宽度方向冲裁件的最大尺寸A侧搭边值条料宽度的单向偏差C导料板与最宽条料之间的间隙由参考文献1中表253条料宽度偏差查得06MM，由表255导料板与条料之间的最小间隙CMIN，查得CMIN5MM。B0（2202X25）006225006MMA22025X25X2235MM514计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用材料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济指标。由文献7得一个进距内的材料利用率可用下式表示NA/BSX100式中A冲裁件的面积N一个进距内冲裁件数目B条料宽度S进距由文献查板材标准，所选板材宽度标准为（200MM1000MM）的板材，根据材料的结构，选用宽225MM的钢板，每条钢板可剪1张条料。则一个进距的材料利用率NA/BSX100（180X60X20X204XX75X75）/102X225X100385若考虑到料头料尾和边余料的材料消耗，则一张板料（或带料、条料）上总的材充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第14页料利用率为NA/BLX100式中N一张板料上冲裁件的总数目。A一个冲裁件的实际面积。L板料长度。B板料宽度。7模具实用技术丛书编委会编模具设计应用实例515画出排样图图（51）零件排样图52计算工序压力521落料力的计算利用普通平刃凸模和凹模冲裁时，其冲裁力的计算公式为FKLTB公式中F冲裁力L冲裁周边长度充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第15页T材料厚度B材料抗剪强度K系数系数K是考虑到实际生产中，模具间隙的波动和不均匀、刃口的磨损、板材力学性能和厚度、波动等因素的影响而绘出的修正系数。一般取K13。冲裁周边长度的计算L（18060）X22X206056MM由文献1中表136查得B400MPAF6056X2X400X13629824KN522顶件力的计算FDKDF公式中F冲裁力KD顶件力系数，由文献1表261查得KD006则FD006X6298243779KN523冲孔力计算FC13LTB公式中L314X15X41884MM则FC13X1884X2X400195936KN524卸料力的计算FXKXF公式中F冲裁力KX卸料力系数，由文献1表261查得KX003则KX003X6298241889KN故总冲裁力FZFFXFDFC6298241889377919593688244KN根据计算结果，冲压设备拟选用J23100A，该压力机与面具设计的有关参数为公称压力1000KN滑块行程16MM140MM滑块行程次数45次/MIN最大闭合高度400MM封闭高度调节量100MM工作台尺寸（前后X左右）600MMX900MM充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第16页模柄孔尺寸（直径X深度）60MMX80MM最大倾斜角30053计算模具的压力中心冲裁力合力的作用点称为冲模压力中心，为了保证压力机和模具正常工作，冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳，地工作，减少导向件的磨损，提高模具压力机寿命。冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力作用点的方法，由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓的断面厚度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以求合力作用点可转化为求轮廓线的重心，具体方法如下1按比例画出冲裁轮廓线，选定直角坐标系2把图形的轮廓线分成几份，计算各部分长度，并求出各部分重心位置的坐21L，N标（），（）（）；1,YX2,NYX,3按冲裁轮廓线下列公式求冲模压力中心的坐标值（）0,YXNLXXL2105NYYY210计算压力中心时，如图（52）把坐标原点取在工件的对称中心上，建立XOY，因为工件的形状关于X轴和Y轴对称，所以压力中心位于轮廓图形的几何中心O上，即其坐标为（0，0）。图（52）零件压力中心充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第17页54计算凸凹模工作部分刃口尺寸计算原则凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证。因此，正确确定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计的一项重要工作。设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来获得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来获得。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高24级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6IT7级来选用。工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。1541冲裁凸凹模刃口尺寸计算由工件图看，该工件是由圆弧和直线及圆构成的简单规则形状的工件，且为大批量生产，故冲裁此类工件的凸凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别制造法加工。凸凹模分别加工方法具有制造简单周期短，凸凹模具有互换性，便于成批制造。（1）冲孔设冲孔尺寸为D0，根据计算公式得DT（DMINX）0T（2）落料DA（DTZMIN）0A（DMINXZMIN）0A落料设工件的尺寸为D0，根据计算原则得DA（DMAXX）0ADT（DAZMIN）0T（DMAXXZMIN）0T（3）孔心距孔心距属于磨损后基本不变的尺寸，在同一工步中，在工件上冲出孔距为L/2两个孔时，其凹模型孔中心距LD可按下面公式确定LDL/81上述公式中DA落料凸凹模尺寸DT、DA冲孔凸凹模尺寸DMAX落料件的最大极限尺寸DMIN冲孔件的最小极限尺寸L、LD工件空心距和凹模孔心距的公称尺寸工件制造公差ZMIN最小合理间隙充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第18页X磨损系数T、A凸凹模的制造公差，按IT6IT7级来选取为了保证初始间隙不超过ZMAX，即TAZMAXZMIN，T、A选取必须满足以下条件TAZMAXZMIN。由工件图可知道，除了孔心距16025MM，180025MM有精度要求外，其它未注公差按IT14级计算，外形1000087MM，R200052MM，2200015MM由落料获得，150043MM由冲孔获得；由文献6查表223冲模初始间隙值Z得ZMIN0130MMZMAX0190MM6郝滨海主编化学工业出版社则ZMAXZMIN019001300060MM由公差表查得60025MM,180025MM为IT12级,取X075MM,其余为IT14级,取X05MM因为该工件的形状是简单的圆弧和直线组成，则凸凹模分别按IT6和IT7级制造，故以下凸凹模公差由文献1中表241标准公差得基本尺寸15004322000151000087200052凸模偏差T0020T0030T0025T0020凹模偏差A0020A0045A0035A0025表（54）凸凹模制造偏差则冲孔DT（DMINX）0T（15075X043）0002015300020DA（DTZMIN）0A（1530130）000201543000020校核|T|A|ZMAXZMIN0020MM0020MM0190MM0130MM0040MM0060MM（满足间隙公差条件）落料DA1（DMAXX）0A（22005X015）0004521992500045DT1（DA1ZMIN）0T（2199250130）0003021979500030DA2（DMAXX）0A（10005X015）000359992500035DT2（DA2ZMIN）0T（999250130）000259979500025DA3（DMAXX）0A（2005X015）000251992500025DT3（DA3ZMIN）0T（199250130）000201979500020校核0035MM0025MM006MM006MM（满足间隙公差条件）0025MM0020MM0045MM0060MM（满足间隙公差条件）0030MM0045MM0075MM0060MM（不能满足间隙公差条件）因此，只能缩小220MM的T、A，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，由此可取T04（ZMAXZMIN）04X0060024MM，A06（ZMAXZMIN）06X0020012MM故DA121992500012MMDT121997500024MM55弹性元件的选取与设计为了得到较平整的工件，本模具采用弹压卸料结构，使条料在落料、冲孔过程中始终处于一个稳定的压力之下，从而改善了毛坯的稳定性。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第19页551上卸料采用橡胶作为弹性元件选取橡胶作为弹性元件的原因是由于橡胶允许承受的载荷较大，安装调整灵活方便。根据工艺性质和模具结构确定采用一硬橡胶，形状是圆筒形。（1）橡胶的选择原则为了保证橡胶正常工作，所选橡胶应满足预压力要求F0FX公式中F0橡胶在预压缩状态下的压力（N）FX卸料力（N）为保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不应超过其自由高度的45，一般取H2（035045）H0公式中H2橡胶允许的总压缩量（MM）H0橡胶的自由高度（MM）橡胶预压缩量一般取自由高度的1015。即H0（010015）H0公式中H0橡胶预压缩量（MM）故H1H2H0（025035）H0而H1H/H/公式中H/卸料板的工作行程（MM），H/T1，T为板料厚度H/凸模刃口修模量（MM）橡胶高度与直径之比应按下式校核05H0/D15公式中D橡胶外径（MM）（2）选择橡胶步骤根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状和数量，冲裁卸料用较硬橡胶。根据卸料力求橡胶横截面积A为使橡胶满足压力的要求，F预APF卸，所以橡胶垫的横截面积与卸料力及单位压力之间存在如下关系AF卸/P确定橡胶垫的平面尺寸圆筒形橡胶垫的外径为D，内孔为D，则横截面积公式为A（D2D2）/4，代入上面公式AF卸/P后，可得外径D。PF卸271校核橡胶垫的自由高度，橡胶垫的自由高度H0与其直径应在下式范围内，即05H0/D15，确定橡胶垫的安装高度H装H0H预1（3）卸料橡胶的设计计算如下表项目公式结果备注卸料板工作行程工作HH工作H1TH275MMH1为凸模凹进卸料板的高度1MM，H2为凸模冲裁后进入凹模的深度45MM。橡胶的工作行程HIHI工作H修磨13MM为凸模总修磨量，取55MM,修磨H橡胶的自由高度H0H04HI52MM取HI为H0的25橡胶的预压缩量H预H预15H078MM一般取H预1015H0充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第20页每个橡胶承受的载荷F1F1/4预F164808N选用四个圆筒形橡胶橡胶垫的外径DDPD卸271184MMD为圆筒形橡胶的内径，取D13MMP05MPA校核橡胶垫自由高度0H05/D0601515满足要求橡胶垫安装高度装装0预442MM表（55）卸料橡胶的设计计算第六章选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸61确定工作零件611凹模凹模是在冲压过程中与凸模配合直接对冲裁件进行分离或成形的工作零件。1落料凹模（1）落料凹模的外形结构及其固定方法凹模的外形结构为矩形整体式，采用螺钉和销钉直接固定在支承件上，凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）之间，螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。（2）落料凹模刃口形式冲裁凹模刃口形式有直筒式和锥形式两种。根据冲裁件的形状、厚度，尺寸精度及模具的具体结构，本副模具采用直筒式，其优点是刃口强度较高修磨后刃口尺寸不变，（3）落料凹模轮廓尺寸的确定凹模轮廓尺寸通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸或凹模孔口刃壁间的距离，按经验公式来确定，由文献1公式293，294计算得充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第21页凹模厚度HKB015X22033MM凹模壁厚C（152）H（49566），取C55MM凹模宽度BB2C2202X50330MM凹模长度L取150MM（送料方向）凹模轮廓尺寸150MMX330MMX33MM上式中B凹模刃口的最大尺寸（MM）K系数，考虑到板料厚度影响，查表295得K0152冲孔凹模4个15MM冲孔凹模在落料凸模上，冲孔废料通过落料凸模内的弹性装置在上模回程时推出，冲孔凸模固定在下模座上。各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的位置将压力中心与模柄中心重合，612凸模凸模是在冲压过程中，冲模中被冲制件或废料所包容的工作零件。（1）凸模的结构形式及其固定方法落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成台阶式，采用线切割机床加工，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/M6或H7/N6）制造。冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，且台阶式的凸模强度刚性好，修磨方便，其工作部分尺寸由计算而得，所以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换。采用台肩固定，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/M6或H7/N6）制造，最大直径的作用是形成台肩，以便于固定，保证工作时凸模不被拉出。（2）凸模长度计算凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等需要。落料凸模长度计算由文献1得，当采用弹压卸料板时，其凸模长度按公式292得LH1H2TH公式中L凸模总长度H1凸模固定板厚度，取H118MMH2卸料板厚度，取H215MMT材料厚度，T2MMH增加长度，它包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度（051）MM，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10MM20MM，取H15MM。则落料凸模的长度L181521550MM冲孔凸模的长度计算由参考文献7同时由零件图可知，冲15孔的凸模长度LT1T2L1充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第22页公式中L冲孔凸模的长度T1凸模固定板厚度（MM）T2顶件块的厚度（MM），取50MML1附加长度，包括凸模进入凹模的深度05MM1MM，取1MM；总修磨量6MM12MM，取8MM；凸模固定板与卸料板之间的安全距15MM20MM，取15MM。则L2250181596MM（3）凸模强度校核在一般情况下，凸模的强度是足够的，无须进行校核，但特别细长的凸模或凸模的横截面积很小而冲裁的板件厚度较厚时，必须进行承压能力和抗纵弯曲能力校核。其目的是检查凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。62定位零件的设计冲模的定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位；一是在与条料垂直方向上的限位，保证条料沿正确的方向送进，称为送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距）称为送料定距。控制送料步距的定位，称为挡料；控制条料宽度方向上的定位，称为导料。1根据坯料形式、模具结构、冲件精度和生产率的要求，控制条料的送进方向采用导料板，有侧压装置；送料步距控制采用活动挡料销。采用侧压装置时应注意以下几点在条料厚度小于03MM时，不能采用侧压。当用滚轴自动送料时，不用侧压，因由于侧壁摩擦，会阻碍送料。由于弹簧压块式是利用弹簧的弹力作用，所以侧压力较大，冲裁厚料时使用。88王孝培主编冲压手册机械工业出版社。起定距作用的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格由文献6中表1548查得挡料销JB/T76499DXL弹簧GB2089螺塞GB22508X1608X8X20AM12X125充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第23页图（62）活其余动挡料销63导料销的设计导料销是对条料或带料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。导料销一般设有两个，并位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧，从前向后送料时，导料销装在左侧。导料销有固定式的和活动式的，本副模具采用固定式导料销，其标准结构由文献6得，导料销材料一般用T7、T8，热处理硬度为4652HRC，粗糙度16M下，装配时采用H7/S6，本副模具的导料销材料用T8。64卸料部件的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为15MM，卸料板采用Q235钢制造，淬火硬度为4045HRC。641卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12MM，螺纹部分为M1010MM，卸料钉尾部留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出端面1MM，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。65模架及其他零部件设计651模架根据主要工作部分尺寸、结构以及弹性元件的尺寸，参照有关资料，可选取I级精度的后侧导柱模架。由文献（5）中表241得后侧导柱模架。以凹模周界尺寸为依据，选择充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第24页模架规格，即上模座尺寸325MM290MM45MMHT200GB/T2855590下模座尺寸325MM290MM60MM，HT200GB/T2855591导柱D/MML/MM尺寸为28MM200MM，20钢；因为钢质模座强度更高，加工工艺好，故采用钢质模座代替普通的铸铁模座。导柱、导套渗碳深度为0812MM，硬度为5862HRC。（1）导向零件的制造模具导向零件是模具重要零件之一，其质量的好坏，对模具的制造精度、使用寿命和产品成形质量有着非常重要的作用。导柱和导套属于轴类和套类零件，一般是由内、外圆柱表面组成。其加工精度要求主要体现在内、外圆柱表面的表面粗糙度及尺寸精度，各配合圆柱表面的同轴度等。导向零件的配合表面都必须进行精加工，而且要有较好的耐磨性。一般导向零件配合表面的精度可达IT6，表面粗糙度RA0201M。对精密的导向零件配合表面的精度可达IT5，表面粗糙度RA01005M。导向零件的形状比较，加工方法一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后在进行热处理，最后用磨床进行精加工，消除热处理引起的变形，提高配合表面的尺寸精度和减少配合表面的粗糙度。对于配合要求高、精度高的导向零件，还要对配合表面进行研磨，才能达到要求的精度和表面粗糙度。4（2）模具的闭合高度根据该模具的结构，本模具的闭合高度为HH1H2H3H4H5H6H7H8H9H10H11公式中H模具闭合高度H1上模座厚度，取45MMH2上模垫板厚度，取18MMH3凸凹模固定板厚度，取30MMH4橡胶的高度，取442MMH5凹模的厚度，取33MMH6下模垫片的厚度，取22MMH7下模座厚度，取60MMH8冲孔凸模固定板厚度，取22MMH9落料凹模固定板厚度，取22MMH10卸料板厚度，取15MMH11落料凸模冲裁后进入凹模的深度，取45MM则H3518304423322226022452907MM可见该模具闭合高度小于所选压力机J23100A的最大装模高度（400MM），可以使用652模柄模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件，对它的基本要求是一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。因为采用球面浮动式模柄可以减少冲压设备或模具安装时的误差对模具的比利影响，故选取浮动式模柄。（必须注意，采用浮动式模柄时，导柱千万不能离开导套，否则可能产生严重的机床和人身事故）由文献5中表238浮动模柄查得模柄的标准尺寸如下充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第25页图（652）浮动模柄图基本尺寸零件件号、名称及标注编号DDD1H1234凹球面模柄GB2862681凸球面垫块GB2862681锥面压圈GB2862681螺钉GB707650851302750X8385X12130X22M10X30表（65）浮动模柄标准尺寸653固定板、垫板（1）凸模固定板将凸模或凹模按一定相对位置压入模具固定后作为一个定位的零件安装在上模座或下模座的板件上。模具中最常见的凸模固定板，分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。固定板的设计应注意以下几点内容凸模固定板的厚度一般取凹模的0608倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/M6，凸模压装后端面要与固定板一起磨平。充值购买下载设计文档后，加Q1459919609免费领取图纸第26页固定板的上、下表面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为RA1608M，另一非基准面可适当降低要求。固定板材料一般采用Q235或45钢制造，无需热处理淬硬。4根据模具的工作的结构特点以及满足工作时的受力要求，这里取凸、凹模固定板的厚度为30MM，下固定板的厚度为22MM，采用Q235制作。（2）垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，保护模座一面被凸模端面压陷。模具中最为常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板与模座之间。垫板外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取415MM，根据模具结构特点这里取垫板的厚度为H15MM。垫板材料为45钢，淬火硬度为4348HRC。垫板上、下表面应磨平
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