说明书-感温片的冲压模具设计及成形工艺-落料冲孔翻边正装复合模.doc
感温片的冲压模具设计及成形工艺-落料冲孔翻边正装复合模含11张CAD图
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感温片
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感温片的冲压模具设计及成形工艺-落料冲孔翻边正装复合模含11张CAD图,感温片,冲压,模具设计,成形,工艺,冲孔,翻边正装,复合,11,CAD
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1摘摘 要要阐述了复合模的结构设计工程及其工作过程，通过系统的工艺分析，采用冲孔、落料等工序进行加工。通过计算工艺力以确定模具压力中心，并选择压力机的型号。落料凹模通过凹模固定板与下模座连接来固定。模具采用下出料方式和弹性卸料卸料装置。本模具结构较简单，性能可靠，工作平稳，提高了生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：关键词：级进模冲压工艺模具设计冲孔落料 2AbstractAbstractThe passage expounds on the structure designing project and work process of the progressive die, and uses some working procedures, such as punching, flanging, blanking and so on, to process through the technologic analysis of the system. Through calculating the process to determine the center of the dies pressure, and select the model of the presses. Blanking die is fixed by connecting the die holder with the die set. The die adopts the way of lower ejection and elasticity discharge devices.Its structure is relatively simple, the performance is reliable and the work is steady. It has improved the producing efficiency and reduced the intensity of labor and cost of production.Keywords:Progressive die; Stamping process; Mold designing; Punch; Blanking 3目目 录录1 绪论绪论 .11.1 概述 .11.2 冲压模地位及我国冲压技术.12 工件工艺性分析及方案确定工件工艺性分析及方案确定.32.1 工件工艺性分析 .32.2 工艺方案确定.43 排样及计算材料利用率排样及计算材料利用率 .63.1 计算预冲孔大小 .63.2 确定排样方式 .63.3 计算材料利用率 .64 冲裁力及压力中心计算冲裁力及压力中心计算 .84.1.落料力 .84.2 卸料力 .84.3 冲孔力 .84.4 顶件力 .94.5 翻边力 .94.6 总冲压力 .94.7 计算压力中心 .95 主要工作部分尺寸计主要工作部分尺寸计 .115.1 落料刃口尺寸 .115.2 翻边工作刃口尺寸.126 凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核.146.1 落料凹模结构设计.146.2 落料、翻边凸凹模外形尺寸.176.3 冲孔、翻边凸凹模外形尺寸.176.4 冲孔凸模外形尺寸.187 主要零部件设计主要零部件设计 .217.1 模柄的设计 .21 47.2 固定板和垫板的设计.227.3 定位零件的设计 .237.4 出件机构的设计 .258 模架的选择模架的选择.308.1 模架的选择 .308.2 模具的闭合高度计算.309 选择冲压设备选择冲压设备 .3110 模具总装图及装配工艺性模具总装图及装配工艺性 .3210.1 模具工作原理 .32总结总结.33致谢致谢.35参考文献参考文献.36 51 绪论绪论 1.1 概述概述 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。 1.2 冲压模地位及我国冲压技术冲压模地位及我国冲压技术 1.2.1 冲压模相关介绍冲压模相关介绍冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制冲压模具:在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冲压模按照工序组合分为三类：单工序模、复合模和级进模。复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄料，可充分利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复杂，制造困难冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。 1.2.2 冲模在现代工业生产中的地位冲模在现代工业生产中的地位在现代工业生产中，冲模约占模具工业的 50%， ，在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。 1.2.3 我国冲压模具市场情况我国冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进 6口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。1.2.4 冲压模模具水平状况冲压模模具水平状况近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 12m，寿命 2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1.2.5 我国冲模今后发展趋势我国冲模今后发展趋势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，以提高模具质量，缩短模具制造周期。 3.大力开发和推广应用模具 CAD/CAM 技术，提高模具制造过程的自动化程度。 4.积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。 5.发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业需要。2 工件工艺性分析及方案确定工件工艺性分析及方案确定 2.1 工件工艺性分析工件工艺性分析 2.1.1 冲裁工艺性冲裁工艺性图 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. 查模具设计与制造 ，得材料黄铜的力学性能如下： 7黄铜的性能 抗剪强度 255333MPa 抗拉强度 b 294432MPa 屈服点 s 206MPa 伸长率 29% 材料黄铜，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 翻边工艺性翻边工艺性1.翻边工件边缘与平面的圆角半径 r=(23)t 2.翻边的高度 h=81.5r=1.5 3.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.查资料预加工孔 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判断能否一次性翻边成形由模具设计与制造233 页预冲孔公式可以得到翻边高度 H 的表达式:H=(D-d)/2+0.43r+0.72=D/2(1-K)+0.43r+0.72t若将 Kmin 带入上式，则可得到许可的最大的翻边高度 Hmax 这里凸模采用圆柱形平底型式孔的加工方式为冲孔。由 d/t=15.16 的 Kmin=0.55 于是 Hmax=28/2(1-0.55)+0.432+0.721=8.00(mm)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)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 8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。 93 排样及计算材料利用率排样及计算材料利用率 3.1 计算预冲孔大小计算预冲孔大小 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：预冲孔直径公式 d=D1-2/2（r+t/2）+h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=1mm；t=1mm 所以 d=28-2（8-0.432-0.721）=15.16(mm) 故翻边系数 K= d/D=15.16/28=0.54 3.2 确定排样方式确定排样方式 排样图分别如图 3-13.3 计算材料利用率计算材料利用率 3.3.1 计算制件的面积计算制件的面积 A制件面积 A 的计算公式：A=/4（-）=2108.646922mm2式中：D毛坯外径(mm)=54d冲孔直径(mm)=15.66mm 10图 3-1 排样图3.3.2 确定搭边确定搭边 a 与与 a1 的值的值查冷冲模设计与制造表 2.5.2 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:s =54+a=54.8mm3.3.3 材料利用率计算材料利用率计算100%=65.79=nABs351 2108。64691600 7603.3.4 计算零件的净计算零件的净 GG=F.t.式中:G工件重量（g）F工件面积（2）cm2t材料厚度（cm）材料密度（g/）cm3黄铜密度取 =8.92 g/cm3则: G=F.t.=2108.64691.018.9210 2=18.805g 114 冲裁力及压力中心计算冲裁力及压力中心计算4.1.落料力落料力查冷冲模设计与制造第 54 页，落料力F落公式：=KLtF落式中：-落料力（N）F落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=54mmt=1mm 取 =300MPa 则 =1.3541300 =66128.4（N） F落4.2 卸料卸料力力查冷冲模设计与制造表 3-8 卸料力、推件力和顶件力系数 取=0.035k卸=F卸K卸F落=0.03566128.4=2314.494（N）4.3 冲孔力冲孔力查模具设计与制造第 54 页，落料力F冲公式为:=KLtF冲式中:落料力（N） F冲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=2mm 取 =300MPa 12于是=1.3271300 =33064.2=66128.4（N）F冲4.4 顶件力顶件力查冷冲模设计与制造表 3-8 卸料力、推件力和顶件力系数 取=0.06k顶= F顶k顶F顶= 0.0633064.2 =1983.852（N） 4.5 翻边力翻边力查冷冲模设计与制造 ，第 216 页，翻边力公式为=1.1(D-d)ts翻其中: 翻边力(N) 翻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=1.13.14(28-15.16)1206 翻=9135.9682(N) 4.6 总冲压力总冲压力=+总落冲卸顶翻=66128.433064.22314.4941157.247+1983.852+9135.9682 =112626.91（N） 4.7 计算压力中心计算压力中心 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。 4.7.1 冲裁压力中心的计算冲裁压力中心的计算从制件的形状可以看出，该制件是回转体结构，形状对称，故模具冲裁压力中心就在原点部位，即无须再来计算了。 134.7.2 翻边压力中心的计算翻边压力中心的计算因制件结构为回转体结构简单对称，故其翻边压力中心为原点。 145 主要工作部分尺寸计主要工作部分尺寸计 5.1 落料刃口尺寸落料刃口尺寸 查冷冲模设计与制造表 3-3 冲裁模初始双面间隙 Z 取：Zmin=0.05mm；Zmax=0.07mm Zmax -Zmin=0.07-0.05mm=0.02mm 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。由互换性与技术测量查表 2-1 得 落=0.46 冲=0.27 540 0.4615.16+ 0.270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得：落料 =0.03mm;=0.02 mm冲孔 =0.02mm;=0.02mm查模具设计与制造表 3-5 磨损系数取 X=0.5 则= =mm =D（D -X）+ A0（54 0.5 0.46）+ 053.77+ 0.30DT=（D- ）0 53.770 0.02校核: | |+|Zmax Zmin0.050.02;不满足因此只有缩小，提高制造精度才能保证在合理范围内。AT由此取：0.4（Zmax-Zmin）=0.40.02mm=0.008mmT0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02mm=0.012mmT故= D53.77+ 0.0120=DT53.720 0.0080=（ +X）0 15.300 0.02dT=mm（+ ）+ 015.35+ 0.020校核: | |+|Zmax Zmin0.040.02;不满足 15因此只有缩小，提高制造精度才能保证在合理范围内。AT由此取：0.4（Zmax-Zmin）=0.40.02mm=0.008mmT0.6（Zmax-Zmin）=0.60.02mm=0.012mmT故=15.35+ 0.0120=T15.30 0.00805.2 翻边工作刃口尺寸翻边工作刃口尺寸 5.2.1 翻边间隙翻边间隙 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=0.85mm 5.2.2 翻边刃口尺寸翻边刃口尺寸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：mm27+ 0.330查模具设计与制造表 3-5 磨损系数取 X=0.5则 =D（d + x）0 = =（27 + 0.5 0.33）0 27.1650 0.08252.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凹模的刃口尺寸;= =mm=mmD（d + x）+140（27.165 + 2 0.85）+ 0.0825028.865+ 0.08250 166 凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核6.1 落料凹模结构设计落料凹模结构设计 6.1.1 最小壁厚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。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。6.1.2 模具材料的选择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 17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% CSiMnVPS0.850.950.40 1.702.000.100.250.0300.0306-29 表 6-3 临界温度临界点 Ac1AcmAr1Ar3温度（近似值）730760655690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 6062HRC 6.1.3 确定凹模外形尺寸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。 查模具设计与制造 ，第 101 页，凹模厚度和壁厚公式为 凹模厚度:H=Kb(15mm) 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) 查模具设计与制造 ，表 4-3 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 18图 6-1 凹模6.1.4 凹模的强度校核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= )1.5(1 2d3d0式中:H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= =66128.4（N） ；wp= 500MPa；d=53.77mm；do=64mm落 Hmin= )=9.34mm1.5 66128.4500(1 2 53.773 64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。 192.落料、翻边凸凹模的强度校核 Lmax 163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=2.2MPa;d=53.77mm;t=1mm;=300 MPa 105于是 Lmax = =2095.4mm 163162.210553.7731 300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 6-2.6.3 冲孔、翻边凸凹模外形尺寸冲孔、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 6062HRC。1.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=34mm 20图 6-2 落料、翻边凸凹模2.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= ) 1.5(1 2d3d0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= =33064.2 N wp= 500MP d=15.3mm do=16.3mm 冲Hmin= )=6.1mm1.533064.2500(1 215.3316.3 212）翻边凸模稳定能力的校核 Lmax163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=2.2MPa d=27mm t=1mm =300 MPa 105于是 Lmax= =745.6mm 163162.21052731 300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 6-46.4 冲孔凸模外形尺寸冲孔凸模外形尺寸1.冲孔凸模的形式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 22图 6-3 冲孔、翻边凸凹模图 6-4 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 Lmax163式中: 23Lmax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=2.2MPa d=15.3mm t=1mm =300 MPa 105于是 Lmax=318mm 162.210515.331 3002）承压能力的校核 k= p21 0.5dt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（mmk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= =600MPap=100 MPa 21 0.5dt2 3001 0.5115.3即凸模稳定能力和承压能力均满足要求。7 主要零部件设计主要零部件设计 7.1 模柄的设计模柄的设计 查中国模具设计大典第 3 卷，表 22.5-24 压入式（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 24图 7-1 模柄7.2 固定板和垫板的设计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 25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 冲孔固定板简图 7-37.2.3 垫板的设计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 26图 7-3 冲孔凸模固定板 图 7-4 垫板7.3 定位零件的设计定位零件的设计 7.3.1 固定挡料销的设计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（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 27图 7-5 挡料销7.3.2 定位销的设计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（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 28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 出件机构的设计出件机构的设计 7.4.1 上出件机构的设计上出件机构的设计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 7-92.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） 材料：45 热处理：4348HRC 推杆简图如图 7-10 29图 7-9 推板 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 30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 上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=2314.494（N） 卸这里只用一根弹簧，所以该弹簧受力 2314.494（N） 在满足工作负荷前提下，查 31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 种弹簧检验是否满足 S1,如果满足，则可以选用。 总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94680GB/T2089-80弹簧装配高度 H2=H0- =160-32 =128mm 预材料：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 7-14图 7-14 下顶板下出件机构总体简图如图 7-15图 7-15 下出件机构图 1-下顶杆 2-导管 3-弹簧 4-托板 5-螺母 328 模架的选择模架的选择8.1 模架的选择模架的选择 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。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/T2855.5 下模座：125mm125mm35mm;GB/T2855.6导柱：22mm130mm;GB/T 2861.1 导套：22mm70mm28mm;GB/T 2861.6 338.2 模具的闭合高度计算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。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： 压机总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 34号 J23-16，它的主要技术规格如下公称压力/KN 160 滑块行程 55mm 滑块行程次数 120(次/min） 最大封闭高度 220mm 最大装模高度 180mm 滑块中心线至床身距离 160mm 连杆调节长度 45mm 床身两柱间距离 220mm 模柄孔深度尺 60mm 模柄孔直径尺寸 40mm工作台左右尺 450mm 工作台尺寸前后 300mm 垫板厚度尺 40mm 垫板孔径尺寸 210 mm机床外形左右尺寸 921mm 机床外形高度尺寸 1890mm 床身最大可倾角 35 电动机功率 1.5kw机床总质量 1055kg 10 模模 具总装图及装配工艺性具总装图及装配工艺性10.1 模具工作原理模具工作原理 模具总装图如图 10-1 35图 10-1 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、翻边凸凹模 23-导柱 24-下圆柱销 25-导管 26-弹簧 27-托板 28-螺母 29-定位销 图 10-1 为落料、冲孔、翻边复合模的总装图，由于该模具一次性完成 3 道工序，故有些零件具有多重功能：落料、翻边凸凹模 8 的外圆起落料凸模的作用，端面起压边的作用，内孔起翻边凹模的作用；冲孔、翻边凸凹模 22 的内孔起冲孔凹模，外圆为翻边凸模；此外工作零件还有落料凹模 5 和冲孔凸模 21。 考虑到冲孔漏料的方便，将冲孔凸模 21 置于上模；考虑到卸料和出件的方便，采用了安装在下模的弹顶装置和利用安装在压力机上的打料机构。该结构将冲孔废料由常见的内部弹性结构向上推出，改为从导管 25 孔自由漏出，即中间推件力为零，减轻的冲压负荷，而且也提高了模具使用寿命。 36工作时，将剪好的条料放在落料凹模 5 上靠紧固定挡料
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