齿圈压板冲压工艺与模具设计【落料冲孔复合模】
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齿圈压板冲压工艺与模具设计【落料冲孔复合模】,压板,冲压,工艺,模具设计,冲孔,复合
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齿圈压板冲压工艺与模具设计+设计说明书毕业设计题目：齿圈压板冲压成形工艺与模具设计系 部 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2014年 4 月16 日齿圈压板冲压工艺与模具设计摘 要：模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造业。本设计是齿圈压板冲孔、落料复合模设计，冲模的结构性能直接反映了冲压技术水平的高低。选用材料时应考虑模具的工作特性，受力情况，冲压件材料性能，冲压件的精度，生产批量以及模具材料的加工工艺性能和工厂现有条件等因素。冲床的选用主要是确定冲床的类型和吨位。板料冷冲压加工是机械加工的一个重要组成部分。它应用十分广泛。但由于传统的加工存在着冲压工艺方案选择不合理、冲压间隙选择过大，压力机不相匹配等问题。本文就以连接板冲孔、落料复合模设计主要介绍了冲压模具设计的全过程：经工艺分析工艺计算，间隙值的选择，确定了该设计工艺流程及冲模结构形式。同时对所设计的模具分别进行了分析说明。对压力机做出了合理的选择。整个过程采用AutoCAD软件绘制模具的二维装配图和个别零件图。关键字：冲压模，复合模，齿圈压板，冲裁间隙，冲压工艺英文摘要ABSTRACT:Dieprocessistheimportantbasisforthemanufacturingsector,manufacturersinChinadieofspecialequipmentmanufacturing.ThisdesignisLianjieBanpunching,blankingcompounddiedesign,diedirectlyreflectthestructureofthehighandlowlevelofstampingtechnology.Optionalmaterialshouldbeconsideredtheworkofmold,theforce,punchingpiecesofmaterial,theaccuracyofpressparts,moldsandproductionquantitiesofmaterialsprocessingplantperformanceandexistingconditionsandotherfactors.SelectionofPunchPunchisdeterminedthetypeandtonnage.Sheetmetalstampingcoldmachiningprocessingisanimportantcomponent.Itisverybroadapplication.However,duetothetraditionalprocessingthereisastampingprocessoptionsunreasonable,stampinggapchoiceistoolarge,pressesdonotmatch,andsoon.Inthispaper,toLianjieBanpunching,blankingthemaincompounddiedesignstampingdiedesignonthewholeprocess:1.Theprocessofanalysis,thegapvalueoftheoptions,determinethedesignprocessanddiestructure.2.Atthesametime,themoldsweredesignedbyananalysisthatAbstract:Dieprocessistheimportantbasisforthemanufacturingsector,manufacturersinChinadieofspecialequipmentmanufacturing.ThisdesignisLianjieBanpunching,blankingcompounddiedesign,diedirectlyreflectthestructureofthehighandlowlevelofstampingtechnology.Optionalmaterialshouldbeconsideredtheworkofmold,theforce,punchingpiecesofmaterial,theaccuracyofpressparts,moldsandproductionquantitiesofmaterialsprocessingplantperformanceandexistingconditionsandotherfactors.SelectionofPunchPunchisdeterminedthetypeandtonnage.Sheetmetalstampingcoldmachiningprocessingisanimportantcomponent.Itisverybroadapplication.However,duetothetraditionalprocessingthereisastampingprocessoptionsunreasonable,stampinggapchoiceistoolarge,pressesdonotmatch,andsoon.Inthispaper,toLianjieBanpunching,blankingthemaincompounddiedesignstampingdiedesignonthewholeprocess：1.Theprocessofanalysis,thegapvalueoftheoptions,determinethedesignprocessanddiestructure.2.Atthesametime,themoldsweredesignedbyananalysisthat.3.Thepresshasmadeareasonablechoice.4.AutoCADsoftwareusedthroughouttheprocessofdrawingtwo-dimensionalmoldassemblydrawingplansandindividualparts.KEYWORDS:stampingdie,compounddie,connectiontablets,blankinggap,stampingprocess 目 录1.绪论12.设计任务书22.1设计题目23.冲裁件的工艺分析24.确定工艺方案及模具的结构形式35.模具总体结构设计35.1模具类型的选择35.2定位方式的选择35.3卸料方式的选择35.4导向方式的选择46.模具设计工艺计算46.1排样、计算条料宽度及步距的确定46.1.1搭边值的确定46.1.2条料宽度的确定46.1.3 导板间间距的确定56.1.4 排样66.1.5材料利用率的计算67.冲裁力的计算97.1计算冲裁力的公式97.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力97.2.1 总冲裁力107.2.2 卸料力FQ的计算117.2.3推料力FQ1的计算117.2.4顶件力FQ2的计算127.2.5总的冲压力的计算128.模具压力中心与计算129.冲裁模间隙的确定1310.刃口尺寸的计算1410.1刃口尺寸计算的基本原则1410.2刃口尺寸的计算1510.3计算凸、凹模刃口的尺寸1610.4冲裁刃口高度1911.主要零部件的设计1911.1 工作零件的结构设计2011.1.1凹模的设计2011.1.2凸凹模的设计2211.1.3外形凸模的设计2211.1.4内孔凸模设计2411.2卸料部分的设计2411.2.1卸料板的设计2411.2.2卸料弹簧的设计2511.3定位零件的设计2711.4模架及其它零件的设计2811.4.1上下模座2811.4.2模柄2911.4.3模具闭合高度2912.模具总装图3013.压力机的选择30总结32致谢33参考文献34I 1.绪 论冷冲压技术从最初的作坊式生产到现在的专业化模具工业生产，从无到有发展迅速。而我国模具工业在近20年来发展更是迅速，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，发展前景广阔。随着工业的发展，工业产品的品种、数量越来越多，对产品质量和外观的要求，更是日趋精美、华丽。所以改革开放20多年以来，我国已成为使用各类模具的大国，其中，汽车、摩托车与家电产品生产用的各类模具的年需求量已占全国模具总量的60%以上。但是，我国模具生产能力和水平，与国外相比则差距颇大，造成20世纪90年代模具进口量占全国模具销售总额的1/3以上，达6亿10亿美元。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件。导柱式冲裁模的导向比导板模的准确可靠,并能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。设计了一副简单的复合模，该工艺过程中利用了冲孔和落料等工艺方法。由于缺乏经验、知识有限、时间仓促，该说明书中难免出现一些不足之处，请老师和同学们多多指教，谢谢大家的支持！本说明书由河南机电高等专科学校材料工程系模具设计与制造专业11级3班张家新主编，原国森老师审核。在编写的过程中得到了原国森老师指导和帮助，同时还得到了同学们的提示，特在此表示衷心的感谢！由于水平有限，缺点错误再所难免，欢迎大家指正！2.设计任务书2.1设计题目图21零件图如图21所示零件图。工件名称：齿圈压板生产批量：大批量材料及厚度：T8A，0.8mm淬火回火后有较高硬度和耐磨性，但热硬性低、淬透性差、易变形、塑性及强度较低，用作需要具有较高硬度和耐磨性的零件。3.冲裁件的工艺分析该零件形状简单、形状规则，且成几何中心对称。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11IT14，因零件的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可依IT14级确定工件的公差。工件结构形状：制件需要进行冲孔、落料两道基本工序，尺寸较小。结论：该制件可以进行冲裁制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。4.确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，其工序有冲孔、落料两道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。方案二：落料-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，难以满足该零件的产量要求。方案二只需一副模具，冲压精度容易保证且生产率也高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需要一副模具生产率也很高，但零件的冲压精度稍差，欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装铰复合膜复杂。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。5.模具总体结构设计5.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。5.2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，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。5.3卸料方式的选择因为工件料厚为0.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。5.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。6.模具设计工艺计算6.1排样、计算条料宽度及步距的确定6.1.1搭边值的确定排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。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，增加刃口磨损。查表取得搭边值为0.8mm和1mm。6.1.2条料宽度的确定计算条料宽度有三种情况需要考虑；有侧压装置时条料的宽度。无侧压装置时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。条料宽度公式：B=（D+2a） 公式（61）其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为，见表61条料宽度偏差。D条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。a侧搭边值。查表61条料宽度偏差为0.1根据公式6 1 B=（D+2a） =（26+21）0-0.15 =280-0.15表61 条料宽度公差(mm)条料宽度B/mm材料厚度t/mm0.50.5112200.050.080.1020300.080.100.15305006.1.3 导板间间距的确定导料板间距离公式： A=B+Z 公式（62）Z导料板与条料之间的最小间隙（mm）；查表得Z=5mm 根据公式62 A= B+Z =28+5 =33（mm）6.1.4 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。由于设计的零件是圆形零件，且中间只有一个孔，所以采用有废料多排法6.1.5材料利用率的计算：冲裁零件的面积为： F=R=x13x13=530(mm2)毛坯规格为：500700（mm）。送料步距为：h=Da1=26+1=27一个步距内的材料利用率为： n11=(nF/Bh)100%n为一个步距内冲件的个数。 n11=(nF/Bh)100% =（1530/2827）100% =70.11%横裁时的条料数为： n1 =700/B=700/28=25 可冲25条，每条件数为： n2 =(500-)/h=(500-0.8)/27 =18.49 可冲18件，板料可冲总件数为： n=n1n2=2518=450(件)板料利用率为： n12=(nF/5001000) =(450530/500700) 100% =68.1%纵裁时的条料数为： n1=500/B =500/28 =17.006 可冲17条，每条件数为： n2=(700-a)/h =(700-0.8)/27 =25.896 可冲25件，板料可冲总件数为： n=n1n2=1725=425（件）板料的利用率为： n12=(nF/5001000) =(425530/500700) 100% =64.4% 横裁比纵裁的材料利用率高，故该零件采用横裁法。 图63 排样图7 冲裁力的计算7.1计算冲裁力的公式计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算： Fp=KptL 公式（71） 式中 材料抗剪强度，见附表（MPa）；L冲裁周边总长（mm）；t材料厚度（mm）;系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。根据常用金属冲压材料的力学性能查出T8A的抗剪强度为600950(MPa)，取=800(MPa)7.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括F总冲压力。 Fp总冲裁力。FQ卸料力FQ1推料力。FQ2顶件力FC弯曲力根据常用金属冲压材料的力学性能查出T8A的抗剪强度为600950(MPa ) 7.2.1 总冲裁力： Fp=F1+F2 公式(72)F1落料时的冲裁力。 F2冲孔时的冲裁力.落料时的周边长度为：L1=2（26+26）=104（mm）根据公式7-1 F1=KptL =11.2104800 =99.84 (KN)冲孔时的周边长度为：L2=d=3.1410=31.4（mm） F2= KptL =11.231.4800 =30.14(KN)总冲裁力：Fp=F1+F2=99.84+30.14=129.98(KN)表71 卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mmKxKtKd钢650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于表中的数据，厚的材料取小值，薄的材料取大值。7.2.2 卸料力FQ的计算FQ=Kx Fp 公式(73) K卸料力系数。查表71得K0.0250.06，取K0.06 根据公式73FQ=K Fp 0.06129.98 7.80(KN)7.2.3推料力FQ1的计算 FQ1=KtFp 公式(74) Kt推料力系数。 查表71得Kt0.05, 取Kt=0.05 根据公式74 FQ1=KtFp =0.05129.98 6.50(KN)7.2.4顶件力FQ2的计算 FQ2=KdFp 公式(75) Kd顶件力系数。 查表65得Kd0.06, 取Kt=0.06 根据公式64 FQ2=KdFp =0.06129.98 7.80(KN) 7.2.5总的冲压力的计算 根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2 F=Fp+FQ+FQ1+FQ2 =129.8+7.8+6.5+7.8 =151.9(KN)根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J2325。8 模具压力中心与计算由于该零件是一个圆形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。如图81所示：图81 压力中心9冲裁模间隙的确定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。冲裁间隙的大小对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。根据实用间隙表 查得T8A的最小双面间隙2Cmin=0.072mm，最大双面间隙2Cmax=0.104mm10 刃口尺寸的计算10.1刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。10.2刃口尺寸的计算冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或薄板工件的模具。对于该工件厚度只有0.8（mm）属于薄板零件，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，应采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这p与d就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取=/4（精密模具的制造公差可选46m）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸；第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸；第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸；10.3计算凸、凹模刃口的尺寸 凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即 Aa=（Amax-x） 公式（101）2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即 Ba=(Bmax+x) 公式（102）3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5)0.5A为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：工件尺寸为C时Ca=(C+0.5) 0.5A 公式（104）工件尺寸为C时Ca=(C-0.5) 0.5A 公式（105）工件尺寸为C时Ca=CA 公式（106）式中 Aa、Ba、Ca相应的凹模刃口尺寸；Amax工件的最大极限尺寸；Bmin工件的最小极限尺寸；C工件的基本尺寸；工件公差；工件偏差；x系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.51之间，与工件精度有关可查表或按下面关系选取。工件精度IT10以上 x=1工件精度IT11IT13 x=0.75工件精度IT14 x=0.5A、0.5A、A凹模制造偏差，通常取A=/4。（一） 落料刃口尺寸计算图101 计算刃口尺寸示意图图上的尺寸均无公差要求，按国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得： 260-0.52 30-0.25 100 +0。30如图101所示的固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙（0.0720.104）(mm).冲孔凸模的尺寸从图101上可知，冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x) （A=/4)查表91得：2Cmin=0.072mm，2Cmax=0.104mm；查表 101磨损系数X=0.5冲孔凸模的刃口尺寸计算如下：根据公式92 E凸=(Bmax+x) =（10+0.50.3）0-0.3/4 = 10.150-0.075(mm)凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.0720.104）(mm)10.4冲裁刃口高度表102 刃口高度料厚0.50.5112244刃口高度h668810101214 查表91，刃口高度为h68(mm),取h=7(mm)11主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。11.1 工作零件的结构设计11.1.1凹模的设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 模具厚度的确定公式为： H=Kb式中：K系数值，考虑板料厚度的影响；b 冲裁件的最大外形尺寸；按上式计算后，选取的H值不应小于（811）mm;表111 系数值Ks/mm材料厚度t/mm1336501001002002000.300.400.200.3000.150.350.500.220.320.180.450.600.300.450.220.300.150.22查表111得：K=0.35 H=0.3526 =9.1mm取H=10mm模具壁厚的确定公式为： C=(1.52)H =1.510210 =1520mm凹模壁厚取C=18mm凹模宽度的确定公式为： B=b+2C =26+218 =62mm查表111取标准取B=100mm凹模长度的确定公式为： L=30+230 =80mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表102取标准L=80mm。 （送料方向）凹模轮廓尺寸为100mm80mm18mm。凹模材料选用Cr12，热处理6064HRC。 表112 矩形和圆形凹模的外形尺寸 矩形凹模的宽度和长度BL矩形和圆形凹模厚度H6350 636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、120、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、31520020、25、28、32、35、4031525020、28、32、35、40、4511.1.2凸凹模的设计凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。11.1.3外形凸模的设计因为该制件形状不是很复杂，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。可以直接用2个M8的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度的总和，外形凸模下部设置1个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。外形凸模长度为：L=H1 +H3+（1520）mm H1凸模固定板厚度；得H1=0.8H凹=0.810=8mm(标准为20mm)H3卸料板厚度；查表115得H3=6mm(1520)附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（附加长度取15）L=20+6+15 =41mm 导正销的直线部分应为(0.50.8）t ，导正销伸入定位孔是，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料以由挡料销定位，导正销将工件导正的过程的将板料向后拉回约0.2mm。必须在卸料板压紧板料之前完成导正。所以导正销直线部分的长度为：L导=0.81.2=9.6mm在外形凸模的底部钻安装导正销，采用H7/r6的配合，为防止其脱落，在凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。11.1.4内孔凸模设计因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与外形凸模长度相等为80mm。凸模材料应选T10A，热处理5660HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表113查得凸模与卸料板的间隙选为0.035mm。表113 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙序号模具冲裁间隙Z卸料板与凸模间隙Z1辅助小导柱与小导套间隙Z210.0150.0250.0050.007约为0.00320.0250.050.0070.015约为0.00630.050.100.0150.025约为0.0250.035约为0.0211.2卸料部分的设计11.2.1卸料板的设计本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对内孔凸模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表选择，卸料板厚度为6mm。卸料板与凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0.035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度4045HRC。11.2.2卸料弹簧的设计 在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑本模具的结构，该模具采用的弹性元件为弹簧。1、弹簧的选择与计算 在卸料装置中，常用的弹簧是圆柱螺旋压缩弹簧。这种弹簧已标准化（GB20891980），设计时根基所要求的压缩量和生产的压力按标准选用即可。 （1）卸料弹簧的选择原则 a、为保证卸料正常工作，在非状态下，弹簧应该预压，其与压力应大于等于单个弹簧承受的卸料力，即 FyFx/n 公式（111）式中 Fy弹簧的预压力，N； Fx卸料力，N； N弹簧根数。b、弹簧的极限压缩量应大于或等于弹簧工作时的总压缩量，即 HjH=Hy+Hx+Hm 公式（112）式中 Hj弹簧的极限压缩量，mm； H弹簧工作时的总压缩量，mm； Hy弹簧在余压力作用下的预压量，mm； Hx卸料板的工作行程mm； Hm凸模与凸凹模的刃磨量，mm，通常取Hm=410mm。 C、选用的弹簧能够合理的布置在模具的相应空间。（2）卸料弹簧的选用与计算步骤a、根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小，初定弹簧根数n，计算每个弹簧应产生的预压力Fy。b、根据根据预压力和模具结构预选弹簧的规格，选择时应使弹簧的极限工作压力大于预压力，初选时一般可取Fj=（1.52）Fy。C、计算预选弹簧在预压力下的预压量Hy Hy= FyHj /Fj 公式（113）d、校核弹簧的极限压缩量是否大于工作时的实际总压缩量，即 HjH=Hy+Hx+Hm。如不满足，则需重选弹簧规格，直至满足为止。e、列出所选弹簧的主要参数：d（钢丝直径）D2(弹簧中径)t（节距）h0 （自由高度）n（圈数）Fj（弹簧的极限压力）Hj（弹簧的极限工作量）由于固定夹的料厚为0.8mm,计算出的卸料力为4550N。（1）假设考虑模具结构，初定弹簧的根数n=4，则每个弹簧的预压力为 根据公式111 FyFx/n=4550/41137(N)(2)初选弹簧规格，按2Fy估算弹簧的极限工作压力Fj Fj=2Fy=21137=2274(N)查标准GB20891980，初选弹簧规格为dD2 h0=435100, Fj=1400, Hj=30.9(mm)(3)计算所选弹簧的的预压量Hy 根据公式113 Hy= FyHj /Fj=113730/1400=24.3（mm）(4)校核所选弹簧是否合适。卸料板的工作行程Hx=0.6+1=1.6（mm）,取凹模刃磨量为4（mm）,则弹簧工作时的总压缩量为 H=Hy+Hx+Hm =24.3+1.6+4=29.9(mm) 应为HHj=30.9mm，故所选弹簧合格。 （5）所选弹簧的主要参数为：d=4mm,D2=35mm,t=12.5mm,n=12圈，h0=100mm, Fj=1400, Hj=30.9(mm)。弹簧的标记为：弹簧435100 GB20891980.11.3定位零件的设计采用活动挡料销制造简单、使用方便。活动挡料销固定在卸料板上，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能，活动挡料销的位置可以由公式确定。 e=c-D/2+d/2+0.1 公式(111)式中：c送料步距；D在送料方向上工件的尺寸；d挡料销头部直径；0 .1导正销往前推的活动余量；根据公式111 e=33.2-26/2+10/2+0.1 =25.3mm即活动挡料销的位置在距导正销25.3mm处。采用45钢制造，热处理硬度4348HRC。11.4模架及其它零件的设计11.4.1上下模座模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬5660HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：d/mmL/mm分别为28160，32160；导套：d/mmL/mmDmm分别为2810542, 3210545模座的的尺寸L/mmB/mm为150mm80mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.52倍上模座的厚度为25，上垫板厚度取10，固定板厚度取20，下模座的厚度为30mm。11.4.2模柄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H7/n6配合，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
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