加强板冲压成形工艺与模具设计说明书

1、1.绪论进入21世纪，制造技术发展迅猛，模具技术作为现代制造技术的一个重要组成部分，对国民经济的发展起着越来越重要的作用。模具作为重要的生产装备和工艺发展方向，在现代工业的规模生产中日益发挥着重大作用。通过模具进行产品生产具有优质、高效、节能、节材、成本低等显著特点，因而在机械、电子、轻工、家电、通信、军事和航空航天等领域的产品生产中获得了广泛应用，作用不可替代，模具被赞为“金钥匙”、“制造业之母”、“进入富裕社会的原动力”等。利用模具成形零件的方法，实质上是一种少无切削、多工序重合的生产方法。采用模具成形加工零件代替传统的切削加工工艺，可以提高生产率，保证零件质量，节约原材料，降低生产成本，

2、从而获得很高的经济效益。据粗略统计，70%以上的汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表零件，80%以上的塑料制品，85%以上的计算机、电子行业产品的零件，都是采用模具成形的方法来生产。因此，利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大量生产的主要技术手段，它对于保证制品的质量、缩短产品研发周期、加速产品的更新换代等都具有重要意义。在我国，随着生产和科学技术的发展，特别是20世纪80年代以来，产品的更新换代迅速加快，品种数量迅速增加。这使模具的需求量相应增加，质量要求也越来越高，从而使模具技术在国民经济中的地位和作用日趋重要。显然，模具技术落后，制造周期长，质量低劣，必将影响生产发展和产品的更新换

3、代，使产品丧失竞争力。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国的模具制造技术是随着现代化工业建设的发展而发展起来的。20世纪50年代以前，我国的工业基础非常薄弱，大部分工业品不能自行生产，因而所需要的模具很少，也谈不上模具工业和模具技术，国内只能仿制一些简单的模具，且主要依靠钳工个人技术来实现。解放后，随着国民经济的发展，各种工业产品生产所需要的模具日益增多，模具制造水平处于参照外国模具图样进行加工，并且多为单工序模具、简单的复合模具、少工序和较低精度的级进模具和机外脱模的塑料压缩模具。随着国际经济技术合作交流的发展，国外的模具技术书刊、模具设计手册、模具制造资料等相继介绍到

4、我国，对指导和促进模具技术的发展起到了重要作用，同时制造模具的一些专用加工设备如大型仿形铣床、坐标镗床等的引进，为制造大型模具打下了物质基础。到1956年，制造模具开始采用成形磨削加工，模具结构采用拼块方式，初步解决了模具钳工手工作业和热处理变形问题。这对于提高模具质量和精度、缩短制造周期起到了重要作用。20世纪50年代末，电火花加工技术开始应用于模具生产，这种方法可以把模具型腔、型面的精加工放在热处理之后，避免了热处理变形对精度的影响，使模具制造技术水平又有一个较大的提高。尤其是1963年，国内研制成功电火花线切割加工机床，从而可以加工更为复杂、精密的冲裁模等，大大减少了模具钳工的手工作业，

5、并应用于塑料模、压铸模和其他成形模具的型孔加工。这一技术的应用和普及是我国模具制造技术发展的又一重要里程碑。改革开放以来，随着国民经济的高速发展及相关学科的技术进步，推动了模具制造技术及模具工业的迅猛发展，模具无论是从品种、数量还是精度方面，都有了大幅度的发展，模具对工业产品生产的影响也越来越大，模具制造业也成了现代工业中一个相对独立的重要分支。模具标准化工作是代表模具工业和模具技术发展的重要标志。到目前为止，已经制定了冲压模、塑料模、压铸模和模具基础技术等50多项国家标准、近300个标准号，基本满足了国内模具生产技术发展的需要。模具的商品化程度也大大提高，从“八五”期间的20%提高到目前的4

6、0%左右。一些先进、精密和高自动化程度的模具加工设备，如数控仿形铣床、数控加工中心、精密坐标磨床、连续轨迹数控坐标磨床、高精度低损耗数控电火花成型加工机床、慢走丝精密电火花线切割机床、精密电解加工机床、三坐标测量仪、挤压研磨机等模具加工和检测用的精密高效设备，由过去依靠进口到逐步自行设计制造，使模具加工工艺手段登上了一个新台阶，同时为先进加工工艺的推广奠定了物质基础。特别是模具成型表面的特种加工工艺的研究和发展，使模具加工的精度和表面粗糙度都有很大的改善。特种加工工艺设备的改进和提高，使模具加工自动化程度和效率都大大提高。模具新材料的应用，以及热处理和表面处理技术的开发和应用，使模具寿命大幅度

7、提高。快速成型技术在模具制造上的应用，是近20年以来模具制造技术的又一重大发展。快速成型技术是综合了机械工程、CAD、数控机床激光技术和材料科学技术的一种全新的制造工艺，应用于模具制造，可以使模具设计和制造更加快速、经济、实用，对于多品种、小批量产品的生产及新产品敏捷开发具有重要意义。我国模具制造技术水平，从过去只能制造简单模具发展到了可以制造大型、精密、复杂、长寿命模具。例如在冲压模具方面，我国设计和制造的电机定转子硅钢片硬质合金多工位自动级进模和电子、电气行业用的50余工位的硬质合金多工位自动级进模，都达到了国际同类模具产品的技术水平。凹模镶件重复定位精度0.005mm,步距精度0.005

8、mm,模具成型表面粗糙度为Ra0.40.1m，零件可以互换，模具寿命达1亿冲次。级进冲裁技术和叠铆原理相结合，在高速冲床上使用，具有自动冲切、叠压、铆合、扭角、计数分组和安全保护功能。在塑料模具方面，能设计和制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模，大型彩色电视机、洗衣机和电冰箱等多种精密、大型注射模。例如天津市通信广播公司模具厂设计和制造的汽车保险杠模具重达10余吨、模具尺寸精度可达10m、型腔表面粗糙度为Ra0.1m，型芯表面粗糙度为Ra3.2m、模具寿命达30万次以上，达到国际同类模具产品的技术水平。我国模具制造行业近十余年来的年工业产值，持续以15%的增长速度在迅速递增，已经成为国民经济中

9、一个举足轻重的工业分支。1.1.2国内模具的发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新材料、新设备不断涌现，因而，促成了冲压技术的不断革新和发展。（1）冲压成形理论及冲压工艺冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及配料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的发展，特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来我国已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程。据分析结果，设计人员可预测某一工艺方

10、案成形的工艺性及可能出现的工艺问题，并通过在计算机上有选择的修改有关参数，实现工艺及模具的优化设计。（2）冲压模具的设计与制造冲压模具是实现冲压生产的基本条件。在冲压模具的设计与制造上，目前正朝着以下两方面发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等现代化生产需要，冲压模具正向高效率、高精度、高寿命、自动化及多工位方向发展。在我国，工位数达50甚至更多的级进模、寿命达亿次的硬质合金模、精度和自动化程度相当高的冲压模具都已经应用在生产中，同时，由于这样的冲压模具对加工、装配、调整、维修要求很高，因此，各种高效、精密，数控、自动化的模具加工机床和检测设备也正在迅速发展；另一方面，为了产品更新换代

11、和试制小批量生产的需要，锌合金冲压模具、聚氨酯橡皮冲压模具、薄板冲压模具、钢带冲压模具、组合冲压模具等各种简易冲压模具及其制造工艺也得到了迅速发展。（3）模具材料模具材料及热处理与表面处理工艺对模具加工质量和寿命的影响很大，世界各主要工业国在此方面的研究取得了较大的进步，并开发了许多新的钢种，其硬度可达HRC5870,而变形只有普通钢的1/21/5。如火焰淬火钢可局部硬化，且无脱碳；我国研制的65Hb、LD和CD等新钢种，具有热加工性能好、热处理变形小、抗冲击性能佳等特点。与此同时，还发展了一些新的热处理和表面处理工艺，主要有：气体软氮化、离子氮化、渗硼、表面涂金、化学气象沉积、物理迹象沉积、

12、激光表面处理等。这些方法能提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蚀性，使模具寿命大大延长。（4）冲压模具的标准化和专业化模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的高度重视，这是由于模具标准化是组织模具专业化生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、低成本的关键。我国已颁布了冷冲压术语、冷冲模零部件的国家标准，冲压模具的专业化正处在积极组织和实施中，但总的来说，我国冲压模具的标准化和专业化水平还处于较低水平。（5）冲压模具CAD/CAE/CAM技术模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能

13、借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行优化设计从而显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造型为基础、基于并行工程的模具CAD/CAE/CAM技术正成为发展方向，它能实现制造和装配的设计、成形过程的模拟和数控加工过程的防真，还可对模具可制造性进行评价，使模具设计与制造一体化、智能化。(6)冲压设备和冲压生产自动化性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的压力机与之匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工序、单功能、低速朝着多工位、

14、多功能、高速和数控方面发展，加之机械手乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到了大幅度的提高。冲压生产的自动化是提高劳动生产率和改善劳动条件的有效措施。由于冷冲压操作简单，坯料和工序件形状比较规则，一致性好，因此，容易实现生产的自动化。冲压生产的自动化包括：原材料的运输、冲压工艺过程及检测、冲模的更换与安装、废料处理等各个环节，但最基本的是压力机自动化和冲压模具自动化。适用与各种条件下自动操作的通用装置和检测装置有：带料、条料或工序件的自动送料装置，自动出件与理件装置，送料位置和加工检测装置，安全保护装置等，都是实现普通压力机和冲压模具子自动化的基本装置。（7）快速模具制造技术由于传统模具制作

15、过程复杂、耗时长、费用高，因此，目前基于快速成型技术的快速模具制造技术已经成为一个新的发展方向和研究热点。目前，快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、喷涂成形制模技术等。采用快速模具制造技术，能简化模具制造工艺，缩短制模周期，降低模具生产成本，在工业生产中取得了显著的经济效益。1.2国外模具的现状和发展趋势随着市场经济发展的需要和产品更新换代不断加快，对模具制造提出了越来越高的要求，模具制造质量提高、生产周期缩短已经成为该行业发展的必然趋势。纵观模具制造业近十余年来的发展道路，其主要发展方向可以归纳为如下几个方面。1.模具生产的专业化和标准化程度不断提高多年来的模具制造实

16、践表明，要使模具技术高速发展，实现专业化、标准化生产是关键，目前美国模具专业化程度已超过90%，日本也超过了75%。而我国模具专业化程度还处在25%左右。实现模具专业化生产，前提是要模具标准化，这样可使专业模具生产厂减少30%50%的制造工作量，降低成本50%。有了模具的各项标准，才可能采用专用的先进生产设备和技术，建立专门的机械化和自动化生产线，才可能采用高精度的、专用的质量检测手段，从而实现提高模具质量、缩短生产周期、降低制造成本的目标。2.模具粗加工技术向高速加工发展以高速铣削为代表的高速切血加工技术代表了模具零件外形表面粗加工发展的方向。高速铣削可以大大改善模具表面的质量状况，并大大提

17、高加工效率和降低加工成本。例如IN-GERSOLL公司生产的VHM型超高速加工中心的切削进给速度为76mmin;主轴转速为45000rmin；瑞士SIP公司生产的AFX立式精密坐标镗床的主轴转速为30000rmin；日本森铁工厂生产的MV-40型立式加工中心，其转速达40000rmin。另外，毛坯下料设备出现了高速锯床、阳极切割和激光切割等高速、高效率加工设备，还出现了高速磨削设备和强力磨削设备等。3.成形表面的加工向精度、自动化方向发展成形表面的加工向计算机控制和高精度加工方向发展。数控加工中心、数控电火花成形加工设备、计算机控制连续轨迹坐标磨床和配有CNC装修设备与精密测量装置的成形磨削加

18、工设备等的推广使用，是提高模具制造技术水平的关键。4.光整加工技术向自动化方向发展当前模具成形表面的研磨、抛光等光整加工仍然以手工业为主，不仅花费工时多，而且劳动强度大、表面质量低。工业发达国家正在研制有计算机控制、带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工，并开始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的质量和效率。5.反响制造工程制模技术的发展以三坐标测量机和快速成型制造技术为代表的的反向制造工程制模技术是一种以复制为原理的制造技术。它是模具制造技术上的又一重大发展，对模具制造具有重要影响。这种技术特别适用于多品种、少批量、形状复杂的模具制造，对缩短模具制造周

19、期，进而提高产品的市场竞争能力有重要意义。6.模具CAD/CAM技术将有更快的发展模具CAD/CAM技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模具技术的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技术的应用是模具制造业发展的必然趋势。7.研制和发展模具用材料模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要方面。没有充足的、高质量的、品种系列齐全的模具用材料，模具工业要赶上世界先进水平就只能是纸上谈兵。加速研发急需的模具新钢种，如高强韧、高耐磨新型优质模具钢，大力发展硬质合金模具材料已经势在必行。 1.3加强板模具设计与制造方面1.3.1加强板模具设计的设计思路此工件形状、结构都比较简单，而

20、且上下对称，生产批量为中批量，用简单模分两次加工，就生产批量来说有些费时，用级进模加工要设导正销，模具加工、安装较复杂，用复合模加工既能保证精度，还能保证生产效率，所以采用复合模加工。设计此模具时，要设计好模具的工作零部件，其它的零件根据模具结构的需要添加即可，但必须要保证模具工作时的正常运行.加强板冲压工艺的分析1.3.2加强板模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间15天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天4.模具的装配，所用时间5天；5.模具的安装，所用时间5天；6.模具的调试，所用时间5天。2加强板冲压工艺分析2.1冲压件的工艺分析工件名

21、称：中批量 材 料：Q215-A 厚 度：1.5mm 工件简图：如图下图所示： 图2-1该零件的形状简单、对称，是有圆弧和直线组成的。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.5mm，该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。由于此工件上的孔较小，所以设计出来的凸模必须要校核其强度。2.2冲压工艺计算和工艺方案2.2.1工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为落料和冲孔，可拟定出以下三种工艺方案：方案一：用简单模分两次加工，即冲孔落料。方案二：冲孔、落料复合模。方案三：冲孔、落料级

22、进模。该零件2.9的孔与外缘之间的最小距离为5.5mm，查相关资料零件的最小壁厚为4.9mm，由于5.5mm4.9mm，所以可以采用冲孔、落料复合模或冲孔、落料级进模。采用冲孔落料复合模，复合模具的形位精度和尺寸精度容易保证且生产率高。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差，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、安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二的复合模为佳。2.2.2.模具零部件的工艺计算（1）排样的设计设计复合模时，首先要设计条料排样图，该零件的形状为矩形，形状比较简单，采用直排的排样方案即可以提高材料的利用率，减少废料。

23、查表2.1取得搭边值工件间为1.8mm，侧面为2.0mm。计算条料的宽度：B=103+22.0=107mm步距：S=17+1.8=18.8mm材料利用率的计算根据一般的市场供应情况，原材料选用100020001.5mm的冷轧薄钢板，每块可剪成1101000的规格条料18条。一个步距内零件的实际面积S1=10317=1751mm一个步距内所需毛坯面积S0=110mm20.6mm=2266mm材料厚度t矩形件边长L50mm工件间a侧面a0.252.83.00.250.52.22.50.50.81.82.00.81.21.51.81.21.61.82.0则一个步距材料的利用率为=S1/S0100%=

24、75.7%表2.1最小搭便值 （2）计算凸、凹模刃口尺寸，查表2.2得间隙Zmin=0.132mm，Zmax=0.240mm。1）冲孔凸凹模刃口尺寸的计算由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制造凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下：查表2.3得凸、凹模制造公差凸=0.020mm 凹=0.020mm表2.2较大间隙的冲裁模具初始双面间隙材料厚度t/mm08、10、35、09Mn2、Q235ZminZmax小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.60.0480.0720.70.0640.0920.80.0720.1040.90.0900.1261.00.1000

25、.1401.20.1260.1801.50.1320.240表2.3简单形状冲裁件冲裁时的凸、凹值 （单位：mm）基本尺寸凸模公差凸凹模公差凹180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.035校核：Zmax-Zmin=0.108mm，而凸+凹=0.040mm满足Zmax-Zmin凸+凹的条件查表2.4得：IT14级时磨损系数X=0.75，=0.2按式B凸=(B+X) B凸1=(3.5+0.750.2) =3.65B凸2=(2.9+0.750.2) =3.05 B凹=（B凸+Zmin） B凹1=（3.65+0.132） =3.782 B

26、凹2=（3.05+0.132） =3.182表2.4磨损系数x材料厚度t/mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.41 0.420.200.20240.240.250.490.500.240.2440.300.310.590.600.300.30式中 B凸1较大凸模的尺寸；B凸2较小凸模的尺寸；B凹1较大凹模的尺寸；B凹2较小凹模的尺寸。 2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算。对外轮廓的落料，形状也较简单，故采用分开加工的方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下：当以凹模为基准体时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都

27、增大，因此均属于A类尺寸，工件图中已注明公差。查表2.4得磨损系数X取1，=0.2查表2.3得凸、凹模制造公差得:凸=0.025mm 凹=0.035mm按式（2.15）：D凹=（Dmax-X*） D凹1=（103-10.2） =102.8D凹2=（17-10.2）=16.8D凹3=（13-10.2）=12.8D凹4=（2.828-10.2） =2.628D凹5=（5.5-10.2） =5.3 D凸=（D凹- Zmin） D凸1=（102-0.132） =101.9 D凸2=（16.8-0.132） =16.7 D凸3=（12.8-0.132） =12.7 D凸4=（2.628-0.132） =

28、2.496 D凸5=（5.3-0.132） =5.168凹模磨损后无变化的尺寸是350.2.式中D凹1、D凹2、D凹3、D凹4、D凹5为下图2-2中所指各边的制造尺寸，D凸1、D凸2、D凸3、D凸4、D凸5分别为与其各边配合的凸模的尺寸。图2-2工件尺寸示意图（3）冲裁力的计算冲孔力：F孔=L*t*b=(111.5450)N=7.5KN落料力：F落=L*t*b =(228.71.5450)N =154.4KN式中 L冲裁周边长度； t材料厚度；b材料的抗拉强度。查相关资料得其b为450Mpa。冲孔时的推件力为： F推=n* K推*F孔取直筒形刃口的凹模刃口形式，查有关资料得h =6mm,则n=

29、h/t=6mm/2=3个。查表2.5K推=0.05 F推=n*K推*F孔=30.057.5KN=1.125KN落料时的卸料力 F卸 =K卸*F落查表2.5K卸=0.03 F卸= K卸*F落=0.03154.4KN=4.632KN总冲裁力为: F总= F落+F孔+F推+F卸 =(154.4+7.5+1.125+4.632)KN =167.7KN为了保证冲裁力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲裁力大30%左右，即F总=1.3F总=1.3167.7=218KN表2.5卸料力、推件力、顶件力系数料厚/mmK卸K推K顶钢0.10.060.090.10.140.10.50.040.070.0650.0

30、80.52.50.0250.060.050.062.56.50.020.050.0450.056.50.0150.040.0250.03纯铜、黄铜0.020.060.030.09铝、铝合金0.030.080.030.07（4）压力中心的计算计算压力中心时，先画出凹模型腔图，如下图2-3所示：图2-3 压力中心表一：压力中心坐标基本要素长度L/mm各基本要素压力中心的坐标值XYL114.172-1030L22.000-102.263-7.793L3101.586-50.5-8.5L417.00000L5=101.586-50.5-8.5L6=2.000-102.293-7.793L7=10.99

31、0-97.5-8.5L8=10.990-56.5-8.5L9=9.106-21.5-8.5合计269.433模具的结构设计3.1模具总体设计根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，可采用倒装复合模具，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模孔洞中，应在凹模孔设置推件块；卡于凸凹模上的废料可由卸料板顶出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应具有压料的作用，应选用弹性卸料板来卸下条料废料。因是中批量生产，采用手动送料方式，从前向后送料。因采用的是倒装复合模，所以直

32、接用挡料销和导料销即可。由于该零件导向尺寸较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。3.2模具主要零部件的结构设计（1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括以下几方面：1）落料凹模的结构设计。在落料凹模内部，由于要设置推件块，所以凹模刃口采用直筒形式刃口，并查相关资料，取得刃口高度h=6mm。该凹模的结构简单，宜采用整体式。查表3.1得k=0.35即 凹模高度H=k*b=0.22108mm=23.76mm (取42mm)凹模壁厚C=1.5*H=1.526mm=39mm(取42.5mm)凹模的外形尺寸的确定:凹模外形长度L=(103+242.5)mm=188mm凹模外形宽度B=103+0.

33、1842.5mm=110.65mm(取112mm)凹模整体尺寸为18811242mm表3.1凹模厚度系数kSmm材料厚度tmm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22图3-12）冲孔凸模的设计。该冲孔凸模为圆形凸模；故采用直通式。其固定方式采用N7/h6铆接固定，装配后再磨平。凸模固定板厚度去24mm,凹模长度根据结构的需要来确定 L=h凸模固定板+h落料凹模=(15+40)mm=55mm由于此凸模直径

34、较小，且长度较长，所以需对其进行强度校核。冲裁时凸模进入凹模刃口1mm。图3-2凸模的校核：凸模1的校核 dmin4t/y41.520.8/440=0.043.63所以凸模满足使用要求。凸模2的校核 41.529.8/440=0.063.03 所以凸模满足使用要求。3）凸凹模的结构设计。本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计要求，凸凹模的结构简图如下图所示。确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。图3-3校核凸凹模的强度：查相关资料得凸凹模的最小壁厚为4.9mm，而实际最新壁厚为8.745mm，故符合强

35、度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙为0.246mm0.36mm。3.3其他零部件的设计（1）下模座的设计如下所示：材料为HT200.图3-4（2）推件块的设计如下：图3-5技术要求：材料45；热处理硬度为4348HRC; 其余表面粗糙度为Ra3.2.（3）推板的设计如下：图3-6技术要求：材料为45；热处理硬度为4348HRC; 其余表面粗糙度为Ra3.2.（4）垫板的设计如下：图3-7技术要求：材料为45；未注圆角为R1，未注明倒角为C1；其余表面粗糙度为Ra3.2.（5）凸模固定板的设计如下：图3-8技术要求：1.材料为45；2.未注圆角为R1，未注明倒角为C1；

36、3.各凸模安装孔对A的位置度公差均为0.020mm；4.其余表面粗糙度为Ra3.2.（6）凸凹模固定板的设计如下:图3-9技术要求：1.材料为45；2.未注圆角为R1，未注明倒角为C1； 3.其余表面粗糙度为Ra3.2.(7)卸料板的设计如下：图3-10技术要求：1.材料为45；2.热处理硬度：4348HRC； 3.与凸凹模配作，保持单边过盈0.051mm。（8）打杆的设计如下：图3-11技术要求：1.材料为45；2.热处理硬度为4348HRC 3.其余表面粗糙度为Ra3.2.(9)上模座的设计如下：图中未标注的表面粗糙度为Ra3.2.图3-12(10)卸料弹簧的设计。1）根据模具结构初选6根

37、弹簧，每根弹簧的预压力为 F0F卸/n=（4.63106）=772N2）查有关弹簧规格，初选弹簧规格为：35mm6mm80mm,即 弹簧外径D=35mm，材料直径d=6mm，自由高度H0=80mm，节距t=9.6mm，F1=1725N，极限载荷时弹簧高度H1=65mm。弹簧最大许可压缩量 Lmax=(80-65)mm=15mm弹簧预压缩量 L= F0F1Lmax=772172515mm=6.7mm校核卸料板工作行程： t+h1+h2=(1.5+1+0.5)mm=3mm凸模刃模量和调节量 h3=5mm弹簧实际总压缩量 L总=L+t+h1+h2+h3 =(6.7+3+5)mm =14.7mm由于1

38、5mm14.7mm,即LmaxL总，所以所选弹簧合适。弹簧的规格为：外 径： D=35mm钢丝直径： d=6mm自由高度： H0=80mm装配高度: H2=H0-L=(80-6.7)mm=73.3mm弹簧的窝座深度：h= H0-Lmax+h卸料板+t+1-h凸凹模-h修模 =（80-15+10+1.5+1-34-5）mm =38.5mm弹簧的外露高度：H3=H2-h-h卸料板窝深 =（73.3-38.5-3） =31.8mm3.4模架的设计 模架各零件标记如下：上模座：297mm228mm40mm下模座：297mm228mm40mm导柱:B35h5210mm55mm导套：B35H6110mm4

39、3mm模柄:60mm115mm垫板厚度:188mm108mm15mm卸料板厚度:188mm108mm12mm凸模固定板厚度:188mm108mm15mm模具的闭合高度:H闭=h上模座+h垫板+h凸模固定板+h落料凹模+t+h卸料板弹簧外露+h下模座 =(40+15+15+42+1.5+31.8+40)mm =185.3mm186mm3.5冲压设备的选择选择型号为JB23-100的开式双柱可倾压力机能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：1000KN滑块行程：130mm最大闭合高度：480mm最大装模高度：380mm连杆调节高度：100mm工作台尺寸（前后左右）：710mm1080mm垫板

40、尺寸（厚度孔径）：100mm250mm模柄尺寸： 60mm75mm3.6绘制模具总图图3-133.7校核冲压设备基本参数(1)模具闭合高度校核：H闭=H上+H下+H凹+H卸+H凸+H凸凹模+H垫板+H橡皮-1.5=182.5mm冲床的最大闭合高度为270mm，最大装模高度为220mm，最小装模高度为165mm。安装模具时需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配置。(2)冲裁所需总压力P0=218KN，冲床的公称压力P公=250KN，P0P公，满足生产要求。(3)模具最大安装尺寸为294130，冲床工作台台面尺寸为560370，能满足模具的正常安装。4模具的装配、安装与调试4.1冲裁模具的装配4

41、.1.1冲裁模具装配的技术要求1)装配好的冲模，其闭合高度应复合设计要求。2)模柄装入上模座后，其轴心线对上模座上平面的垂直度误差，在全长范围内不大于0.05mm。3)装入模架的每对导柱和导套的配合间隙（或过盈）应符合手册的规定。4)导柱与导套装配后，其轴心线应分别垂直于下模座的低平面和上模座的上平面。5)上模座的上平面应与下模座的下平面平行。6)装配好的导柱，其固定端面与下模座下平面应保留12mm距离，选用B型导套时，装配后其固定端面应低于上模座上平面12mm。7)装配好的模架，其上模座沿导柱上下移动应平稳，无阻滞现象。8)凸模和凹模的配合间隙应符合设计要求，沿整个刃口轮廓应均匀一致。9)定

42、位装置要保证定位准确可靠，卸料、顶料装置要动作灵活、正确，出料孔要畅通无阻，保证制件或废料不卡在凹模内或凸模上10)模具应在生产现场进行试模，冲出的制件应复符合设计要求。4.1.2冲裁模的装配要点冲裁模一般选用标准模架，装配时需对标准模架进行补充加工，然后进行模柄、凸模和凹模等的装配。1)模柄的装配模柄与上模座的配合为H7/m6.先将模柄压入模座孔内，并用90角尺检查模柄圆柱面与上模座上平面的垂直度，其误差不大于0.05mm。模柄垂直度检验合格后再加工骑缝销孔，装入骑缝销（也可以用螺钉），然后将端面在平面磨床上磨平。在凸模固定板上安装多个凸模时，一般应先安装容易定位和便于作为其他凸模安装基准的

43、凸模。较难定位或要依靠其他零件通过一定工艺方法才能定位的凸模，应后安装。2)凹模与凸模的装配凸模、凹模与固定板的配合常采用H7/m6或H7/n6。总装前应先将凹模压入固定板，并在平面磨床上将上、下平面磨平。凸模压入固定板后，其固定端的端面和固定板的支撑面应处于同一平面。凸模应和固定板的支撑面垂直。3)冲裁模的总装冲压模具上模部分通过模柄安装在压力机的滑块上，是模具的活动部分。下模部分被固定在压力机的工作台上，是模具的固定部分。模具工作时，上模部分和下模部分的工作零件必须保证正确的相对位置，才能使模具正常工作。模具装配时，为了方便地将上下两部分的工作零件调整到正确位置，并使凸模、凹模具有均匀的间

44、隙，要正确安排上下模座的装配顺序。装配有模架的模具时，一般是先装配模架，再进行模具工作零件和其他结构零件的装配。上下模的装配顺序应根据上模和下模上所安装的模具零件在装配和调整过程中所受限制的情况来决定。如果上模部分的模具零件在装配和调整过程中所受限制的情况来决定。如果上模部分的模具零件在装配和调整时所受限制最大，则应先安装上模部分，并以它为基准调整下模部分的零件，保证凸、凹模配合间隙均匀。反之，则应先装模具的下模部分，并以它为基准调整上模部分的零件。上、下模的装配顺序应根据模具的结构来决定。对于无导柱的模具，凸、凹模的配合间隙是在模具安装到压力机上时才进行调整，上、下模的装配可以分别进行。4.

45、1.3模具的装配模具装配没有严格的工艺装配，装配工艺过程有模具钳工掌握。但模具装配都有一定的装配顺序。例如：级进模先装配下模，在以下模为准来装配上模;复合模是先装凸凹模，然后装凹模和凸模，最后总装；导板模则以卸料板为基准件进行装配；无导柱、导套的模具，可以先装配下模，也可以先装配上模等。冷冲模装配的主要技术要求是保证凸、凹模的均匀配合间隙。（1） 将凸凹模与凸凹模固定板装在一起（2） 将下模座放在垫块上，将刚装好的凸凹模和凸凹模固定板与下模座对准、放好，然后用螺钉紧固起来。（3） 将弹簧放在螺钉上，再装卸料板，螺钉要对准卸料板上的孔，然后拧紧，下模装配完毕，将下模部分放在一边，开始装上模部分。

46、（4） 将打板装入模柄的打杆孔中，将已装配好的打杆和模柄与上模座装在一起，当模柄装入上模座后，用螺钉紧固，然后把这一部分倒放在垫块上。（5） 将垫板与上模座装在一起。（6） 将三个小凸模装入凸模固定板，然后将这一部分与上一步刚装的那一部分装配在一起，一定要对齐。（7） 将推件块与三个凸模配合。（8） 将落料凹模装入，然后将螺钉装入螺钉孔，将上模部分紧固起来，在打入销钉。（9） 将导柱插入导套，上下模闭合，模具装配完毕。4.2加强板模具的安装 4.2.1冲压模具安装时应注意以下几点：1）整理工作台，准备工具、材料、图样、模具。2)安装前，应将上下模座和滑块低面的油垢擦拭干净，并检查有无遗物，防止

47、影响正常安装和发生意外事故。3）检查压力机和冲模的闭合高度，压力机的闭合高度应略大于冲模的闭合高度。4）检查压力机上的打料装置，应将其暂时调整到最高位置，以免调整压力机闭合高度时折弯。5）检查下模顶杆和上模打杆是否符合压力机打料装置要求（大型压力机，则检查气垫装置）.6)切断压力机开关。7）给压力机注油，合上开关让压力机空转，观察设备的运行状况，观察离合器、制动器、弹簧以及安全装置的状况，如有异常，要进行修理。4.2.2冲压模具的安装步骤1）安装冲压模熟悉冲压工艺和冲压模具图样，检查所要安装的冲模和压力机是否完好正常。2）冲压模放入压力机前，清除黏附在冲压模上下表面、压力机滑块底面与工作台面上

48、的杂物，并擦洗干净。3）测量冲压模的闭合高度，并根据测量的尺寸调整压力机滑块的高度，使滑块在下止点时，滑块底面与压力机工作台面之间的距离略大于冲压模的闭合高度。4)准备好安装冲压模所需的紧固螺栓、螺母、压板、垫板、垫块及冲压模上的附件（顶杆、打杆等）。5）取下模柄锁紧块，将冲压模推入，使模柄进入压力机滑块的模柄孔内，合上锁紧块，将压力机滑块停在下止点，并调整压力机滑块高度，使滑块与冲压模顶面贴合。6）紧固锁模块，安装下模压板，如模具有弹顶器时，应先安装弹顶器。7）调整压力机上的连杆，将滑块向上调35mm，开动压力机使滑块停在上止点，擦进导柱导套部位并加润滑油后，再点动压力机，使滑块上下运动12次后停在下止点，靠导柱导套将上下模具的位置导正后，将压板螺栓拧紧。、8）开动压力机，并逐步调整滑块高度，先将上下模之间放入纸片，使纸片刚好切断后再放入试冲材料，刚好冲下零件后，将可调连杆螺钉拧紧。9）若上模有顶杆（或打料杆）时，要在压力机上装入打料横杆，并调整压力机的打料横杆限制螺钉，以便打料横杆能通过打料杆打下上模内的冲压废料或工件。10)安装好后进行试冲，如出现故障，则要从分析原因入手，进行模具的调整与修理，直至模具工作正常并冲出合格的冲压件为止。4.2.3冲裁模调