支架的冲压模具设计-落料冲孔复合模含8张CAD图
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支架的冲压模具设计-落料冲孔复合模含8张CAD图,支架,冲压,模具设计,冲孔,复合,CAD
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（工厂名称）冲压工艺过程卡制件代号制件名称材料名称和规格毛坯尺寸条料400018003共 页（车间名称）4L0.2-01-02-13支架Q235A单件18001153第 页工序号工步号工序或工步内容加 工 草 图设 备工 具量 具工 时定 额备 注1234下料落料冲孔弯曲检验 剪板机1000KN压力机400KN压力机钳子圈尺圈尺游标卡尺3min30s20s更改标记编制校对审核批准实施日期 目 录第1章 绪论1第2章 冲压件工艺分析22.1 材料分析22.2 零件结构32.3 尺寸精度3第3章 冲裁方案的确定53.1 冲裁工艺方案的确定53.2 冲裁工艺方法的选择53.3 冲裁结构的选取6第4章 模具总体结构的确定84.1 模具类型的选择84.2 送料方式的选择94.3 定位方式的选择94.4 卸料、出件方式的选择94.5 导向方式的选择9第5章 模具设计工艺计算115.1 排样设计115.1.1 确定搭边值125.1.2 送料步距与条料宽度的计算135.1.3 材料利用率的计算145.2 冲裁力的计算145.3 冲压设备的选择16第6章 刃口尺寸的计算176.1 冲裁间隙的确176.2 刃口尺寸的计算及依据19第7章 主要零部件设计217.1 凹模的设计217.2 凸模的设计227.2.1 凸模结构的确定227.2.2 凸模材料的确定237.2.3 凸模精度的确定237.2.4 凸模高度的确定237.3 凸凹模的设计257.3.1 凸凹模外形的确定257.3.2 凸凹模材料的选取257.3.3 凸凹模精度的确定257.3.4 凸凹模壁厚的确定257.3.5 凸凹模洞口类型的选取267.4 卸料装置的选用277.4.1 卸料装置的选用277.4.2 卸料板外型的设计277.4.3 卸料板材料的选择277.4.4 卸料板整体精度的确定277.5 固定板的设计287.5.1 凸模固定板的设计287.6 垫板的设计287.7 挡料销、导料销、卸料螺钉的选用287.7.1 挡料销、导料销的选用287.7.2 卸料螺钉的选用297.8 上下模座、模柄、打杆的选用297.8.1 上下模座的选用297.8.2 模柄的选用29第8章 冲压设备的校核308.1 冲压设备的校核308.2 冲压设备的选用30参考文献31II 第1章 绪论冲压模具（或者冲裁模具）是指在金属板冲压得到的满足实际需要的工件。模具的设计应该结合材料的选择，还要尤其注意工件是否能够方便迅速的生产，同时我也要住生产的稳定，高中生产质量。模具的运动需要争取的导向，模具设计的过程中，为了设计方便，尽量使用标准化设计，减少模具的制造周期，降低模具成本，充分的降低模具的成本，提高我们的生产效率。现在出现了很多特种的模具，不但能满足小批量生产，同时大批量也能够满足。而且随着发展坯料的性能也在不断的提高，为了提高性能和效果的形成，如针对强度比较高的钢板如何提高强度，对于汽车覆盖件生产方面的使用，可以降低轻度，对结构的强度其他大大提高的作用。现在有许多特殊的模具,不仅可以满足小批量生产，也可以满足大众。发展和改善性能的钢坯，为了提高性能和形成的影响,例如高强度钢板,如何提高汽车生产使用覆盖部分的强度，可以减少强度，对结构的强度大大增强的作用。经过对支座的工艺分析，可知此工件的厚度适中，适合选用复合模来设计，模具的冲压设计就是利用专门的模具，支座的主要结构包括有：凸模凹模等集中零件组成，定位零件则侧刃进行导料和定位，卸料板则用弹性元件采用了弹簧，推件方式则采用推板和连接推杆，推件块，出件方式采用弹性元件和下出料方式，固定方式需要用直通式来确定然后由落料力和推件力来选择冲压设备。材料通过适当的模孔而发生塑变，可以从塑变中获得我们加工零件所需的工件形状、工件尺寸或坯料。冲压模具这类塑性的加工方法一般可进行；分离工序和成形工序两类。分离工序通常是用于冲裁件与两件板料沿一定的外轮廓线相互进行分离，例如冲裁、剪切等多种工序；零件的成形一般是促使坯料在完好不破坏的下发生的塑性变形，发展成为具有精度要求，形状和尺寸的零件，例如弯曲、拉深和冲裁等工序。中国的模具产业作为独立的产业类型，现在正处于快速发展的阶段，并且已经成为国民经济的基础产业。其发展的前景，据专家估算和预测，未来中国将成为世界的制造中心，并且更多的模具行业发展将带来前所未有的发展热。34 第2章 冲压件工艺分析支架用大批量生产，材料为Q235A，厚度为3mm，未注公差为IT14。零件如图2-1所示：图2-1 支架零件简图2.1 材料分析表2-1 Q235抗剪性能材料名称抗剪强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）屈服点（Mpa）伸长率（%）Q235310-380380-47024020-25由上表2-1可知：Q235具有较好的冲裁成形性性能，适合要求较高的零件。综合评比均适合冲裁加工。2.2 零件结构零件结构形状相对简单，对冲裁加工较为有利。凸、凹模允许的最小壁厚6.2mm，小于最小孔边距8.5mm。工件有落料、冲孔、弯曲工序，其中弯曲为U形弯曲，本篇仅对落料、冲孔工序进行介绍说明，所以，用倒装式复合模冲压这个零件。2.3 尺寸精度由于本零件给定的精度都按生产所需经济精度要求IT12查表2-2得：属于A类尺寸的有：80 00.87，2000.52、6000.74、R400.3属于B类尺寸的有：3.20.180 ，属于C类尺寸的有：320.25通过查公差等级表，我们发现普通冲裁能够满足零件精度要求。 表2-2 常见零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT12基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005003445678101214161820456891113151820232527689913161922252932364010121518212530354046525763141822273339465463728189972530364352627487100115130140155404858708410012014016018521023025060759011013016019022025029032036040050.300.350.400.460.520.570.620.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.552.4 弯曲展开计算弯曲展开尺寸可按公式计算。即 图2-2 毛坯分析图上式中，圆角半径r=2mm；板料厚度t=3mm；t为中性层系数，查的k=0.37；l1为工件的竖直边的长（除去圆角部分），有图可知l1=13，l2为水平边的长度（除去圆角部分），l2=66。将这些数值代入，可得到L=108.7mm。最后得出如图2-2所示的毛坯的形状和尺寸。图2-3 毛坯展开图第3章 冲裁方案的确定3.1 冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。3.2 冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。其三种工序的性能见表3-1：表3-1 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模制造复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于复合模复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸较小，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较，宜采用复合模冲裁。3.3 冲裁结构的选取按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围见表3-2：表3-2 正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目正装（顺装）式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛通过对正装式复合模和倒装式复合模两种优点、缺点及适用范围的分析比较，正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。而倒装式复合模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式冷冲模结构简单，可以直接利用压力机打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。综上所述，该制件结构形状简单，精度要求较低，孔边距较大，宜采用倒装式复合模。 第4章 模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围见表4-1。表4-1 正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目表正装(顺装)式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。倒装式冷冲模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式冷冲模结构简单，可以直接利用压力机打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。综上所述，该制件结构形状简单，精度要求较低，孔边距较大，宜采用倒装式复合模。由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。4.2 送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前后自动送料方式。4.3 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，无侧压装置。控制条料的送进布局采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。4.4 卸料、出件方式的选择卸料方式有两种，第一种固定卸料板，第二种弹性卸料板。刚性卸料的方式使用的零件叫固定卸料板，不含有弹性元件，实用的对象为较厚或者精度要求不高的工件，生产出来的工件表面质量不高。弹性卸料板一般针对的厚度比较薄，2mm以下的工件，或者工件的表面质量要求较高的，精度要求较高的模具，尤其是适合工件的平整性要求高的场合。弹性卸料板具有卸料导向的作用又起压料作用，一般弹性卸料板具有橡胶或者弹簧作为弹性元件。当卸料版只起卸料作用时与凸模间隙随材料厚度的增大而增加，单边间隙取（0.20.5）t。本设计中支座的厚度为3mm，由于工件质量要求较高，所以选弹性卸料板的卸料方式，采用橡胶作为弹性元件。4.5 导向方式的选择第一种：中间导柱，顾名思义，导柱分布在两侧中间，所以导向比较平稳，但是有一点，此种模架只能前后送料。第二种：后侧式导柱模座，这个类型是比较常用的一种模座，操作也比较方便，请后和左右送料均可以，对人也比较安全。但是由于导柱导套都在一边，所以长久使用会造成一定的磨损和偏移。第三种：对角导柱模座，导柱导套安装在对角的位置，所以上下模座运动的过程中，移动起来比较平稳自然，常用于以下的的地方：横向送料的级进模具中，如果是复合模中可以使用纵向送料。第四种：四导柱导柱导向模座，由于四角分布的都有导柱，所以导向相对来说就比较平稳，一般情况下只有工件特别的大，或者表面精度 要求比较高的时候，可以使用，一般针对是自动冲压的 生产。（a） （b） （c） （d）图4-1 导柱模架（a）中间导柱模架 （b）后侧导柱模架 （c）对角导柱模架 （d）四角导柱模架通过分析选择方案二后侧导柱模架。第5章 模具设计工艺计算5.1 排样设计排样设计的是否正确，将会导致经济利用效率受到影响，而且对于模具的机构设计，效率的生产高低，还有所成形的工件的质量都息息相关，所以说排样的设计非常的重，我们应该将其作为重要的工作对待。冲压件的毛坯材料的费用在大批量生产过程中占所有生产成本的60%以上，材料的使用率是衡量这种排样方法是否合理以及其经济性的一个重要指标，排样的目的就是合理的使用这些原材料。用其计算公式如下：工件一个进距内材料所用的利用率，计算公式为 式中 A冲压件轮廓面积（mm2）； n一步步距冲裁件的占用的面积； B板料的总的长度（mm）； h步距（mm）； 整个板材上所达到的材料的利用率是： 公式内 N整个板材所生产的工件总个数； L板材的总长度（mm）。（1）结构方面的废料 由于工件所需外形结构的要求，例如由于工件内孔所产生的一些空废料，我们可以叫他为结构方面的废料，这个废料受到冲裁件的形状的影响，一般情况下，我们无法避免和改变。（2）工艺方面的废料 故名思议，就是由于达到某种工艺，所产生的废料，比如冲裁件之间，还有就是冲裁件和板料之间，这些搭边值，还有就是为了达到定位所增加的工艺切口，工艺孔等，这些我们排样过程中我们需要用到的料头或者板料尾的废弃板料，我们叫他为工艺方面的废料，它的影响因素有第一是冲压方式，第二是所需的排样的方法，所以这种废料是可以改变的，因为我们就需要改变排样方法，减小工艺方面的废料，这样就可以优化所用排样方式从而达到提高利用率的目的。通过板料的利用的程度，我们将常用的派样划分为三类：图3-1 排样方法1有废料的排样方法根据工件的所有外形冲压，设计中制件与制件中间间，制件与板料侧面之间都有工艺方面的废料（也就是搭边）所有，冲压完成后这个搭边就冲压成了废料，如上图3-1（a）所表现。2少废料的排样方式根据工件的某个外形轮廓线完成的切边和冲压，所以这样就只会在制件之间或者是在制件和条料侧边中间设计的有搭边废料，如上图3-1（b）所表示。3无废料排样排的时候直接工件和制件相接，中间没有搭边废料的存在，条料直接沿着工件的中间线进行切边，工由于没有搭边，所以工件的精度为有所降低。如上图3-1（c）所表示。综上所述本冲压件采用有废料的排样方案。根据有废料的排样确定本冲压件为直排的排样方案。5.1.1 确定搭边值搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a=3.0mm、侧面a=3.15mm。5.1.2 送料步距与条料宽度的计算采用直排的排样方案，如图5-1所示：用cad测量工具测量冲压件的毛坯面积：A=6467mm2送料步距A：送料步距的大小应为条料上冲裁件的对应点之间的距离，每次冲一个零件的步距按式：ADa1，A63mm条料宽度B：B115mm图5-1 排样图5.1.3 材料利用率的计算关于材料利用率，可用公式5-2表示： =A/BS100% （3-2）式中， A-一个步距内冲裁件的实际面；B-条料宽度； S-步距。由图3-1和公式3-2得： A=6467mm2 =A/BS100% =6467（63x115）100%89.2%5.2 冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算：式中 FP-冲裁力（N）； L-冲裁周边长度（mm）； t-冲裁料厚(mm)； b- 抗剪强度（MPa）；（1）落料力计算 按上式：式中： F落落料力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm） ，t=3mm； 材料抗剪强度（MPa），材料为Q235A，由查表，。 根据零件图可算落料轮廓长度L=323.6mmF落=KtL =1.33323.6360 =454KN（2）冲孔力式中 冲孔力（N）； L工件外轮廓周长（mm）； T材料厚度（mm），t=3mm； 材料抗剪强度（MPa）。由查表，。根据零件图可算冲孔轮廓长度约为L=40(mm)则 F冲=KtL =1.3340360 =56KN2. 落料时的卸料力的计算=KX 式中 -卸料力（N）； -落料力（N）KX -卸料系数，查冲压模具简明设计手册表3-11，P57其值为0.030.05，取K=0.05。则=KX =0.05(56+454)=25.5（KN）3. 冲孔时的推件力的计算 =nkT 式中 -推料力（N）； K1-推料系数，查冲压模具简明设计手册表3-11，其值为0.0055；n- 梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为刃口部分的高（mm），t为材料厚度（mm），其中，h=10mm，t=3mm，取n=3，则 =nkT=0.055(56+454)=28.05(KN)冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 = + +式中：冲裁力=454KN，=56KN，卸料力=25.5KN，推料力=28.05KN，则:= + +=563.55kN5.3 冲压设备的选择计算得总冲压力是563.55KN，所选压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力。所以选用公称压力为1000KN的机械压力机J23-100。压力机主要参数经查冲模设计手册、冲压模具设计师手册、冲压手册得表5-2。表5-2 开式可倾压力机主要技术参数型号J23-10J23-16J23-25J23-35J23-100公称压力/KN1001602503501000滑块行程/mm455565100130最大闭合高度/mm180220270290480闭合高度调节/mm3545556085滑块中心线至床身距离/mm130160200200380滑块底面尺寸/mm前后150180220220720左右1702002502501080模柄孔尺寸/mm直径3040404070深度3560606075第6章 刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值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其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。6.1 冲裁间隙的确冲裁间隙是影响冲裁工序最重要的工艺参数，其定义为冲裁凸模与凹模之间的空隙尺寸，如图6-1所示。设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高。冲裁过程中模具的失效形式一般有磨损、变形、崩刀和凹模刃口胀裂四种。间隙大小主要对模具磨损及胀裂产生影响。间隙增大可以使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小。但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具寿命。一般间隙为（10%15%）t时的磨损最小，模具寿命较高。图6-1 冲裁间隙图由于冲裁间隙对断面质量、工件尺寸精度、模具寿命、冲裁力等的影响规律并非一致，所以，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳、尺寸精度最高、模具寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。所以在实际生产中，其总的原则应该是在保证满足冲裁件剪切断面质量和尺寸精度的前提下，使模具寿命最长。目前在生产中，广泛采用经验法和查表法来确定合理的间隙植。本套模具采用查表法予以确定其间隙值。根据实用间隙表6-1查得材料Q235A的最小双面间隙Zmin=0.46mm，最大双面间隙Zmax=0.64mm。表6-1 冲裁模初始双边间隙值 mm材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙(或无间隙)52.04.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的计算及依据单配加工法。用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙。先加工基准件，然后非基准件按基准件配做，加工后的凸模和凹模不能互换。通常，落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。这种方法多用于冲裁件的形状复杂、间隙较小的模具。根据上述计算法则，对于采用配合加工的方法：（1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸-第一类尺寸AAj=(Amax-x)（2） 凸模或凹模磨损后会减小的尺寸-第一类尺寸BBj=(Bmin+x)（3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸-第一类尺寸C Cj=(Cmin+)其中，x为磨损系数。查表得：工件精度IT10级以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5因为本工件尺寸均为基本尺寸，故按IT14级精度，x=0.5。在所有的尺寸中，属于A类尺寸的有：80 00.87，2000.52、6000.74、属于B类尺寸的有：3.20.180 ，属于C类尺寸的有：320.25 注：凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸第一类尺寸A。凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸第二类尺寸B。凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸第三类尺寸C。其中，x为磨损系数。具体计算如表6-2。 表6-2 工作零件刃口尺寸计算尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注A保证双边间隙为0.46-0.64。2000.5219.60.106000.74600.150B3.20.1803.200.045C320.25Cj=(Cmin+)320.125第7章 主要零部件设计7.1 凹模的设计凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，如图7-1所示。凹模各尺寸计算公式如下：凹模厚度 （7-1）凹模边壁厚 （7-2） 凹模板边长 （7-3）凹模板边宽 （7-4） 式中： b1-冲裁件的横向最大外形尺寸； b2-冲裁件的纵向最大外形尺寸； K-系数，考虑板料厚度的影响，查表7-1。表7-1 系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000查表7-1得：K=0.2根据公式（7-1）可计算落料凹模板的尺寸：=0.2150.3=30.06(mm)根据公式（7-2）可计算凹模边壁厚：C =(1.52)H =(1.52)30 =4560(mm)取凹模边壁厚c=50mm根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板长、宽的尺寸。选凹模尺寸为200mm250mm35mm图7.1 凹模7.2 凸模的设计7.2.1 凸模结构的确定凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。因为该制件形状不复杂，所以将落料模设计成台阶式凸模，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，凸模与凸模支座的配合按H7/m6。7.2.2 凸模材料的确定该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以凸模的材料应选Cr12，热处理5862HRC。7.2.3 凸模精度的确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，同轴度为0.02。7.2.4 凸模高度的确定因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸模支座的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模支座的厚度、落料凹模与附加长度的总和，如图7-1所示。图7-2 凸模高度尺寸凸模高度为： L=h1+h2+附加长度 (7-5)式中：h1-凸模固定板厚度，可得：h1=20mm；h2-推件器及其他厚度，可得：h2=31mm；附加长度。（附加长度取4mm）由公式(7-5)得： L=20+31+4=55(mm)7.3 凸凹模的设计7.3.1 凸凹模外形的确定凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。7.3.2 凸凹模材料的选取由于冲模为复合模，所以材料要有良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、热处理工艺性等。Cr12刚具有较好的淬透性，很高的耐磨性，有较高的冲击韧度和承载强度，且淬火变形小。为满足以上要求，在该模具中凸凹模材料选用Cr12钢。7.3.3 凸凹模精度的确定零件精度：由于该零件为工作零件，起主要成型的作用，对精度要求较高，外形精度公差为IT7。7.3.4 凸凹模壁厚的确定凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构时，若内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大一些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表7-3。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小一些。表7-3 凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm1.01.82.02.22.5最小壁厚mm4.05.8材料厚t/mm2.83.04.04.85.0最小壁厚mm9.710凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为6.7mm，该壁厚为6.7mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为8.5mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。7.3.5 凸凹模洞口类型的选取本设计采用的是倒装式复合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要设计凸凹模洞口类型，排出积存废料。凸凹模洞口的类型如图7-2所示，其中a、b、c型为直筒式刃口凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料的聚集而增大了推件力和凸凹模的涨裂力，给凸、凸凹模的强度都带来了不利影响。一般复合模和上出件的冲裁模用a、c型，下出件用b、d型其中d型是锥筒式刃口，在凸凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大。综上所述，本设计选用b型洞口。(a)直通式 (b)直通式 (c)直通式 (d)锥筒式 (e)锥形式图7-3凸凹模洞口的类型7.4 卸料装置的选用7.4.1 卸料装置的选用弹性卸料装置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹间隙小，此时，凸模与支座以H7/h6配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口0.30.5mm，以便顺利卸料。7.4.2 卸料板外型的设计在冲压工艺分析中已经选择了卸料装置为弹性卸料，采用卸料板卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。卸料板与凸凹模的间隙值由表7-4确定，取0.15mm。卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸200mm250mm35mm，从而确定卸料板的尺寸。卸料板厚度取为15mm。所以选择卸料板的尺寸200mm250mm15mm表7-4 卸料板与凸凹模间隙值材料厚度t/mm0.50.511单边间隙Z/mm0.0.3 卸料板材料的选择卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是45钢。45钢是优质碳素结构钢，它的质量较好，含碳量（0.45%）波动小，性能较稳定。经过热处理（调质）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。7.4.4 卸料板整体精度的确定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选IT12级，粗糙度为Ra3.2；而内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选IT11级，粗糙度为Ra1.6；四个螺纹孔和挡料销、导料销有定位作用，所以精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为 Ra3.2。7.5 固定板的设计7.5.1 凸模固定板的设计凸模固定板主要是固定凸模，保证凸模有足够的强度，使凸模与落料凹模、上模座、垫板更好的定位。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。则凸凹模固定板的厚度： H=（0.60.8）H （7-11）式中：H-凸模固定板厚度； H-凹模厚度；根据公式（7-11）得凸凹模厚度为： H =（0.60.8）H=（0.60.8）35=2128mm 凸凹模固定板厚度取20mm。7.6 垫板的设计它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，如果凸模的端部对材料的压力超过材料的许用压力，需在凸模端部与模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板外形尺寸可与支座相同，其厚度一般取310mm，查参考文献冲压模具设计与制造 22.5-17JB/T7643.3-1994，垫板尺寸为200mm250mm10mm。7.7 挡料销、导料销、卸料螺钉的选用7.7.1 挡料销、导料销的选用设计挡料销时，应注意以下几点：（1）工件外形简单
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