一种硅钢片正装复合模

1、设计任务书设计题目硅钢片正装复合模的设计与制造摘要本套模具设计的是硅钢片冲裁模的模具装配图及加工制造的全过程，其设计思路是 根据多个模具加工实例生产中总结而来。设计内容是从零件的工艺性分析开始的，根据工 艺要求来确定设计的大体思路。首先，确定该模具类型为冲孔、落料复合模；接着，做工 艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力、确 定模具的压力中心、选择压力机和 确定冲模的闭合高度；再次，根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和形状。 最后，设计出挡料销、卸料板、推件 装置、橡胶、导柱、导套和模柄等模具的主要零部 件，从而完成整个模具的设计工作，其中一些零件是标准的零件，可以根据设计要求

2、查表 选配如：导柱、导套、模架螺母、销钉等。模具主要零部件结构设计是模具设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸 模结构设计、凸凹模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、推件装置、橡胶的选用等重要 零部件的设计加工方法和加工注意要点，以及导柱与导套和模柄与模架等标准零件的选 取。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。本次毕业设计不仅使我重温和熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的知识运 用到实践当中，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。其中的 细微点更使我认识到做事情的细心、谨慎。这次毕业设计使我更好理解了模具。关键词：硅钢片，冲孔，落料，凸凹模，复合模

3、目录1冲压件工艺性分析11.1 工艺性分析11.2 冲裁工艺方案的确定11.3 毛坯形状、尺寸和下料方式的确定 21.4 排样和材料的利用41.5 冲模结构的确定52主要设计计算72.1 各部分工艺力计算72.2 压力中心的确定及相关计算82.3 凸模与凹模刃口尺寸的计算 102.3.1 落料尺寸102.3.2 冲孔及中心距尺寸113模具总体设计153.1 模具类型的选择153.2 定位方式的选择153.3 卸料、出件方式的选择153.3.1 出件方式选择153.3.2 卸料方式选择163.4 导向方式的选择184凸模、凹模、凸凹模的结构设计 194.1 冲孔凸模结构的设计194.2 凹模结构

4、的设计194.2.1 凹模的结构形式及尺寸计算194.2.2 凹模刃口形式的选择224.3 凸凹模的的结构设计225模具材料的选用及其他零部件的设计245.1 模具材料的选用245.2 模架、模座的选用 255.3 定位零件的设计265.4 卸料装置的设计275.5 推件（顶出）装置的设计 275.6 凸凹模固定板的设计285.7 垫板选用295.8 导柱导套的布置和选用 295.9 模柄的选用306模具总装图327冲压设备的选择348模具零件加工工艺358.1 落料凸模的加工3582落料凹模的加工369模具的装配和冲裁模具的试冲398.2 模具的装配398.3 冲裁模具的试冲40结束语43致

5、谢44参考文献451冲压件工艺性分析工件如图1.1所示，工件是硅钢片零件，材料为Q235 A，厚度11.2mm，大批量 生产，设计冲裁模。图L1硅钢片简图1.1 工艺性分析此工件包括落料和冲孔两个工序，材料为Q235A，具有良好的冲压性能，适合冲 裁。工件相对简单，有4个直径为3.2 mm的孔；孔与孔、孔与边缘的距离满足要求，最 小壁厚为2 mm，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看IT14级，其中标注带有公差 的尺寸，IT14级也可以满足其要求。普通冲裁完全可以满足要求。1.2 冲裁工艺方案的确定该工件包括落料、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，采用单工序模生产

6、。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔一落料级进冲压，采用级进模生产。三种方案的特点对比如表1.1。表1.1三种方案的比较模具类别比较项目单工序模复合模级进模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对 较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工 件精度、质量大打折扣，达不到所需的

7、要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较 大，制造复杂，成本较高，进而排除此方案。方案二，采用复合模制冲件时，只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都 能满足，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度 也不大，容易保证尺寸的精度，并且在冲裁过程中可以进行压料，工 件较平整、不翘 曲。操作也方便，安全性好，生产效率高。所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较 后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。1.3 毛坯形状、尺寸和下料方式的确定由于该工件是类似于矩形的硅钢片，最大外径是落料，且生产批量大

8、，所以为了送料方便快速，坯料可以用条料，宽度应比工件的最大直径大两个单边搭边 值，两 冲裁件也应留一个最小的搭边值，以保证冲裁出完整的工件，避免残缺工件的产生。提高材料的利用率，提高生产效率和工件质量查表1.2最小搭边值查出：a13mm、 a 2mm表12冲裁金属材料的搭边值料厚手送料自动送料圆形非圆形往复送料aaiaaiaaiaai11.51.521.532>1-221.52.523.52.532>232.5232.543.5>3432.53.535443>4543546554>5654657665>68657687768以上76879887条料宽度的尺寸

9、计算还与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关，本套模具中没有侧压和侧刃装置，则条料宽度的计算按公式（1.1 ）计算：bd2a（1.1）一 fb 条料的宽度（mm ）；式中：d 工件的最大外径（mm ）；a冲裁时留的最小搭边值（mm）。则：b 50mm 2 2mm 54mm条料的送料步距按公式（1.2 ）计算:(1.2)S d ai式中：h送料步距（mm）；ai 最小搭边值（mm ）。则：S 50mm 3m 53mm1.4 排样和材料的利用排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般的冲裁时产生 的废料分两种，一种是冲孔的废料和材料尾部余料，这种废料的产生与排样无关，而只

10、与零件的结构有关，称之为结构废料；另一种是料头、前、中、侧面的搭边，与搭边选用 及工艺方法有关，称之为工艺废料。所以要提高材料的利用率就要合理排样，尽可能地 减少工艺废料。设计复合模，首先要设计条料的排样图。硅钢片的形状具有左右对称的 特点，排样时很容易。如图所示的排样方法，材料的利用率较高。工件的排样如图1.2 示：28图12排样图材料的利用率按公式（1.3 ）：nA1.3)-100%BS条料的材料利用率;n 条料上冲件总数，此取n 2 ；A工件实际面积（mm） ； A 950mm2B条料宽度（mm） ； B =54mm;S步距（mm） ； S 53mm2 9502 950 1 00% 66

11、.4%则：54 531.5 冲模结构的确定首先，从上面已经确定这是一套复合模。分析这个冲件可知；首先它是一个简单 的类似于矩形且是轴向对称的冲件，而且最大直径可直接通过落料得到，内部需要凸模 冲孔，而内孔的冲裁又会产生废料，所以总体上应将落料的凸模固定在上模座上，而 冲孔的凸模固定在下模座上，而冲孔产生的废料可以通过推件杆推出。又由于条料只有 1.2mm，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料 装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料 动作，以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以 可用两个导料销和一

12、个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同 时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上， 考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般，而且是大量的生产，应尽量能提高模 具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位。再根据下面的倒、顺装复合模的比较，最后确定，整套模具采用正装的形式倒、正装复合的具体特点的比较如表1.3 :比较项目倒装复合模正装复合模工作零件装配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在凹模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，卜落到模具工作面上采用弹顶器自下模（凹模）内顶

13、出至模具工作面上冲裁件的平整度较差较好废料排除废料在凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及 从凸凹模内推出凸凹模的强度和寿命凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂受力情况比倒装复合模 好，但凸凹模的内形尺 寸易磨损增大，壁厚可 比倒装的薄生产操作废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全废料自上而卜击落，和 工件一起汇聚在模具工 作面上，对生产 操作不 利适应性冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸 凹模尺寸较大时，口直接固定要下模上，不用固定 板适用于薄料的生产，平 整度要求较高，以及壁 厚较小，

14、强度较差的凸 凹模2主要设计计算2.1 各部分工艺力计算由于工件的材料较薄，且工件的尺寸较小，所需的冲裁力不大，一般冲裁设备即可满足所用的力，不需要采取降低冲裁力的措施，采用平刃冲裁即可。以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。该模具采用复合模，拟选用弹性下顶出卸料方式。冲压力相关计算如下：冲裁力按公式（2.1 ）计算：FKLtb （ 2.1 ）式中F落料力（N ）；L 工件外轮廓周长（mm ）；K系数；t材料厚度（mm ）；b材料抗剪强度（MPa）。F KLtb1.3 177 1.2 300 82836 N其中系数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、板料力学性能和厚

15、度波动等因素而给出的修正系数。一般为K1.3 o材料的抗剪强度查课本1.3表1.3.6冲压常用金属材料的力学性能b300MPaL 370mm 11.2mm卸料力推件力按公式（2.2 ）计算：FxkxF 0.04 82836 N 3313.44N（2.2 ）按公式（2.3 ）计算：Ft nKtF 7 0.55 82836N 318918.6N ( 2.3 )顶件力按公式(2.4 )计算：Fd KdF 0.06 82836 N 4970.16N2.4）其中：Kx、Kt、Kd卸料力、推件力、顶件力系数，表2.1 ；n同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。式中：n ht 84i.2 7（2.5 ）h 凹

16、模洞口的直刃壁高度t板料厚度冲压工艺力的总和按公式（2.6 ）计算：Fz F Fx Ft 82836 3313.44 318918.6N 405068.04N （2.6 ）表2.1卸料力、推件力和顶出力因数冲裁材料Kxktkd纯铜、黄铜0.02 0.060.03 0.09铝、铝合金0.025- 0.080.03 0.07钢材料厚度mm-0.10.06 0.0750.10.140.1- 0.50.045 0.0550.0650.080.5- 2.50.04 0.050.0500.062.5 6.50.03 0.040.0400.056.50.02 0.030.0250.03该模具采用弹性卸料和下

17、顶出料方式。根据计算结果，冲压设备拟选J23-402.2 压力中心的确定及相关计算计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图 示。在图中将xoy坐标建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓按几何图形分解成卜h6共16组基本线段，用 解析法求的模具的压力中心C点的坐标（13.18，12.5），如图2.1所示：XoLlXl L2X2. LnXn1 LL.L图2.1压力中心解析图由公式Yo28877.4/230.192 12.5 由公式(2.7 )、27)(2.(8) 得：取压力中心坐标为(13.18,12.5)2.3凸模与凹模刃口尺寸的计算在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及

18、模具 装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床 分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件 各孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按凸模和凹模分开加工的方法。这种加工方法的特点 是模具的凸凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。缺点是为了保证初始间隙 在合理的范围内，需要采用较小的凸模、凹模公差才能满足ZmaxZmin凸凹的要求。2.3.1 落料尺寸落料尺寸计算结果如表2.2 ：表2.2落料尺寸计算落料尺寸计算公式尺寸转换Ra (Rmax X )oA(50 0.5 O.62)o003049.69o003050

19、50°0.62Rt (RAZmin/2)ot(49.69 0-126卜0.02。249627 0 020Ra (Rmax x )o a (25 0.5 O.52)o002524.74O00252525°0.52Rt (RaZmin/2)°t(24.74 OJ226)°o,o2o24.677°o,o2o1515°15 0.43Ra (Rmax x ) o A (15 0.5 O.43)o002014.7894o00201010°10 0.36Rt(Ra Zmin /2)。t (14.789 °，1226)°

20、o,o2Ot14.722°o,o2o7700.36Ra (RmaxX )oA (10 0.75 O.36)o0 0209.73o0020Rt (RaZmin/2)ot (9.73。管现出9-667 0.020Ra(RmaxX ) oA(7 0.75 0.36) o°°2°0.0206.7300020Rt (RaZmin/2)°t(6.73 0-1226) Oo.o2ot6.667°o,o2o查表2.4冲裁面间隙ZmaxO.18mmzminO.126mm磨损系数X按尺寸查表2.3，模具尺寸公差查表2.4。校核满足“max min 凸凹2

21、.3.2 冲孔及中心距尺寸冲孔及中心距尺寸计算如表2.3 ：表2.3冲孔及中心距尺寸计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果冲孔3.23.20030di (dmin X )° tdA (dT Zmin /2)0 AdT 3 425 0.020Ja 3 ,488ooom孔心距42.542.5 0.15LaL/8La42.5 0.0183131 0.15La 31 0.01817170.12La 17 0.015初始双间隙值查表2.4得： Zmin 0.180 Zmax 0.126磨损因数查表2.5，模具尺寸公差查表2.6，各个值的公差查表2.7，孔心距公差查表2.8 °校核满足Zm

22、ax Zmin凸凹。表2.4初始双面间隙Zmax、Zmin材料厚度t /mm08、10、3509M2、Q235Q34540'5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.

23、0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380磨损因数查表2.5得：表2.5磨损因数X材料厚度Vmm非圆形x值圆形X值10.750.50.750.5工件公差4/mm1<0.160.17 0.350.36<0.160.1612&

24、lt;0.200.21 0.410.42<0.200.2024<0.240.250.490.50<0.240.24>4<0.300.210.590.60<0.300.30凸、凹模的制造公差查表2.6得：表2.6规则形状（圆形、方形件）冲裁件时凸、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差基本尺寸凸模公差凹模公差180.0200.020>180-2600.0300.045>18 300.0200.025>260-3600.0350.050>30 800.0200.030>360-5000.0400.060>80 1200.025

25、0.035>5000.0500.070>120- 1800.0300.040各个值的公差查表2.7得:表2.7冲裁件内形与外形的尺寸公差（单位 mm ）条料厚度公差尺寸公差等级3366-1010-1818-3030IT13 级0.140.160.220.270.330.39IT14 级1-2.5IT14 级0.250.300.360.430.520.62IT15 级两孔中心距离公差查表2.8得：表2.8两孔中心距离公差材料厚度（t）一般精度（模具）较高精度（模具）孔距基本尺寸5050 15050 3005050 -150150 -30010.10.150.20.030.050.08

26、1-20.120.20.30.040.060.01240.150.250.350.060.080.12460.20.30.400.080.100.153模具总体设计3.1 模具类型的选择模具类型分为三种，分别是：单工序模、复合模和级进模。单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具， 如落料模、冲孔模、切断模、切口模等。复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或两到以上不 同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特 征是有一个或几 个具有双重作用的工作零件一一凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又 能作冲孔凹模的凸凹模

27、。由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压，所以模具类型为复合模。3.2 定位方式的选择因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条 料的送进步距采用挡料销初定距，导料销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有 一定余量，可以靠操作工目测定。定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结 构形式与生产效率要求等选用相应的标准。3.3 卸料、出件方式的选择3.3.1 出件方式选择卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件 上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。卸料装置按卸料的方式分为

28、固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀三种：固定卸 料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料 螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡 胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料 切断成数块，从而实现卸料的一种 卸料零件。出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称 为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力 也比较小，故可采用弹性卸料，又因为是

29、复合模生产，所以采用下顶出件比较便于操 作与提高生产效率。3.3.2 卸料方式选择橡胶的设计计算：卸料板工作行程H卸按公式（3.1 ）计算得：hw hit h2l 1.2 2mm 4.2mm（3.1 ）式中：hi凸模凹进卸料板的高度，hiimm ；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h22mm ； t 材料的厚度，11.2mm。橡胶工作行程H工按公式（3.2 ）得：H 工 H 卸 H 修 4.2 5mm 9.2mm（ 3.2 ）式中：H修为凸模修模量，取5mm。橡胶自由高度H自由按公式（3.3 ）得：H 自由 4H 工 4 9.2 36.8mm(3.3 )般情况下取H工为H自由的25%。橡胶预压缩量

30、H预按公式（3.4 ）得：H 预 15%H 自由 15% 36.8 5.52mm(3.4 )每个橡胶承受的载荷Fi按公式（3.5 ）得：RF卸 4 6926.4/4 1731.6 N (3.5)（选用4个圆筒形橡胶）橡胶的外径D按公式（3.6 ）得：DcbL27 Fi/P 0.5 68mm(3.6)式中：d为圆筒形橡胶的内径，取d为13mm ； p 0.5MPa校核橡胶自由高度H自由按公式（3.7 ）计算得：H ”自由D36.80.54683.7)满足公式：橡胶的安装高度H安0.5 H 自由/D 1.5按公式（3.8 ）计算得:H 安 H 自由 H 预 36.8 5.52 31 mm (3.8

31、 )3.4 导向方式的选择在冲压过程中，导向结构一般情况下直接与模架联系在一起，间导柱的导向方式，提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，中间导柱的导向方该模具采用中故该复合模采用4凸模、凹模、凸凹模的结构设计4.1冲孔凸模结构的设计因为所冲的孔均为圆形并且尺寸都一样，尺寸也不属于特别需要保护的小凸模，所 以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面便于装配与更换。四个3.2的圆形 凸模可选用标准件B形式（尺寸为3.2 60 ）。冲孔凸模如图4.1示：I 八图4.1冲孔凸模4.2凹模结构的设计4.2.1 凹模的结构形式及尺寸计算凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安装凹模在

32、模架上的 位置时，要依据计算压力中心数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计 算。凹模厚度H :按公式（4.1 ）计算得：4.1)H kb 0.5 50mm 25mm式中：K有b和材料厚度t决定的凹模厚度系数查表4.1 ；b 垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离表4.1凹模厚度系数b mm1500.30- 0.4050 1000.20- 0.30100- 2000.15- 0.202000.10- 0.15材料厚度t mm1-3360.35- 0.500.45 0.600.22- 0.350.30- 0.450.18- 0.220.22- 0.300.12- 0.180.15 0.2

33、2凹模壁厚c ：按公式(4.2 )计算得：c 1 .5 2 H 37.5 50mm( 4.2 )取凹模厚度：H 30mm,凹模壁厚：c 45mm凹模宽度B :按公式（4.3 ）计算得：B b 2c 50 2 45mm 140mm（ 4.3 ）凹模长度（送料方向）L：按公式（4.4 ）计算得：L Li 2h 63 2 30mm 123mm（4.4 ）式中： Li 沿送料方向凹模型孔壁间最大距离；沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离。取值查表4.2。表4.2沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离材料宽度B材料厚度t0.80.8 1.51.5 -3.03.0 -5.0402022283240-

34、 452225303550 -702830364070 -903436424690 12038424852120 ：1、|的公差视凹模型孔复杂程度而顶，一般不超过8mm2、b 一般不小于5mm，但t 0.5mm的小孔，壁厚可适当减小。凹模 结构如图4.2 所示。A-A图4.2凹模结构4.2.2凹模刃口形式的选择凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，因为本副模具采用的是正装复合模，出 料采用的是下顶出装置，所以模具刃口采用直壁行。凹模厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨损后刃口尺寸不变。凹模刃口结构如图4.3 ：图4.3凹模刃口结构4.3 凸凹模的的结构设计凸

35、、凹模的结构分为整体式和镶拼式两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局 部容易损坏的整体凸模或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹 模。为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸凹模的最小壁厚。如式子（4.5）mt（4.5 ）式中：m最小壁厚值（mm ）；t材料的厚度（mm ）。则： m 1.2mm而工件内孔边缘与外边缘相差1.25mm mt，所以凸凹模强度满足要求凸凹模具体结构如图4.所示49,627 g.ceoSI图4.4凸凹模结构图5模具材料的选用及其他零部件的设计5.1 模具材料的选用冷冲模用钢应具有的力学性能:a、应具有较高的变形抗力；b、应具有较高的断裂抗力；c

36、、应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能；d、应具有较高的冷热加工工艺性。冷冲模零件材料选用原则要选择能满足模具工作要求的最佳材料；a、要针对模具失效形式选用钢材；b、要根据制品的批量大小，以最低成本的选材原则选材；c、要根据冲模零件的作用选择材料；d、要根据冲模精度程度选择刚材。综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表5.1和表5.2可选择GrWMn为冷冲模工作零件所用的钢材表5.1冷冲模工作零件材料的选用零件名称使用条件选用材料凸模，凹模，凸凹模，凸、凹模镶块，连续模，侧刃凸模形状简单，冲裁材料厚，度t小于等于3mm，中 小批量生产的冲裁T8、T8A、T10、T10A冲裁件厚度t小于等于3mm，形

37、状复杂，或冲裁厚 度t大于3mm的中小批量 冲裁Gr12、GrWMn、GGr15、Gr12MoV要求批量较大，使用寿命较长的冲裁模W18Gr4V、YG15、YG20、Gr4W2MoV、W 6Mo5GrV 2、需要加热冲裁模3Gr 2W 8V、5GrNiMo、6Gr 4MoNiWV选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量材而 用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能可以满足使 用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降 低成本；反之，就应该选用变形较小，耐 磨性高的合金工具钢。对于大、中型冲裁模，其材料成本与模具总成本10%1

38、8%左右，故应 选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。表5.2冷冲模辅助材料的选用零件名称选用材料热处理硬度HRC上模座、卜模座HT200模柄A3、A5凸模固定板、凸、凹模固定板A3、A5导柱20钢渗碳0.8158 62导套20钢渗碳0.8158 60导料销T7 T8淬火52 56挡料销45淬火45 48垫板45、T7A淬火43 48螺母、垫圈A3固定螺栓、螺钉A3、45销钉45淬火45 48顶杆、推杆45淬火43 485.2 模架、模座的选用模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成。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。

39、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。模架采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具 的中间位置，冲压时可以防止由于偏心距而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据选择模架 规格。导套：18 20 28mm 20 20 28mm 20 钢所以： 用I级精度的中间导柱圆形模架，查表GB2851.6 81.HT 200100 63 140 165mm上模座:100mm 63mm 25mm HT200下模座:100mm 63mm 30mm HT200导柱：18 130mm 20

40、 130mm 20 钢H (H上模座 H下模座 H垫板H凹H凸h2 mm 该模具的闭合高度：H (25 30 10 30 60 2) mm 153mm式中：H凸一一凸模厚度，H凸60mm ；H凹凹模厚度，H凹30mm ；h2凸模进入凹模的深度，h22mm。可见该模具闭合高度小于所选用的压力机J23 25的最大装模高度(220mm)，可以使 用。5.3 定位零件的设计定位零件分两类：一类是在送料方向垂直方向的定位，即送进导向，另一类 是要送料方 向上定位用来控制送料进距。在本套模具中，导料装置和挡料装置均采用销钉的形式，共三 个，其中两个作为导料销压装在凸凹模的一侧另外一个作为挡料销压装在凸凹模

41、上与送料方面一 致的前方，其销头的高度为(t 1) mm,即 3mm。5.4 卸料装置的设计卸料装置分为固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种。本套模具采用弹压卸料装 置，它的作用是除了把板料从凸凹模上卸下外，还起到压料的作用，所得冲裁件质量较好，平 直度较高。卸料板与凸凹模的单边间隙一般取（0.20.5 ） mm,厚度一般取（515） mm卸料板的厚度查表取：厚度H10。卸料板孔与凸模的单边间隙查表取：乙0.52卸料板底面高出凸模底面的尺寸：k （0.2- 0.3） t （02.- 0.3） 2 （0.4- 0.6） mm这里取k 0.6mm5.5 推件（顶出）装置的设计推件装置有钢性推件

42、装置和弹性推件装置两种，钢性推件装置常用于倒装复合模中的推件 装置，装于上模部分，在本套模具中采用弹性推件（顶出）装置。顶件装置一般是弹性的。基本组成有顶杆、顶件块和装在下模底的弹顶器，弹顶器可以做 成通用的，其弹性元件是弹簧或者橡胶。橡胶结构的顶件器容易调节，工作可靠，冲件平直度 较高。推件块和顶件块在冲裁过程中是在凹模中运动的零件，应符合以下要求：模具闭合状态 时，其背后有一定的空间，以备修模和调正的需求；开启状态时顺利复位工作面高出凹模平 面，以便继续冲裁；与凹模和凸模配合应保证顺利滑动，不发生干涉。推件块和顶件块与凹模 为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h8制造，也可以根据

43、板料厚度去适当间 隙。具体结构如图5.1示：七一,I图5.1弹性顶件装置5.6 凸凹模固定板的设计固定板常用中、小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定，按外形可分为圆形和矩形 两种，大小常与凹模轮廓尺寸基本上一致，一般凸凹模固定板的厚度按公式（5.1 ）计算取 值：公式（5.1） h固定板H固定板（。.60.8） H凹（5.1 ）本套模具的凸凹模固定板的结构形式与凸凹模的结构相似，按公式（5.1 ）取值H固定板 20mm 。结构如图5.2示73745-图5.2凸凹模固定板结构5.7 垫板选用垫板的功能主要是保护上模板，垫板厚度一般取值3 12mm，此模具中取值10mm。5.8 导柱导套的布置和

44、选用本工件的生产是大批量，要求模具寿命长，因此采有导柱导套的标准件。由于冲件是一 个对称的圆形件，为了保证上下模有一个精确的位置关系，避免两个装错时影响冲裁精度，两 个导柱选用不同的直径，直径相差一般为2 4mm。普通冲裁采用滑动导柱导套即可满足冲裁 要求。导柱、导套的布置采用中间两侧布置导柱、导套的配合间隙根据凸、凹模之间的精度确定，一般当工件材料厚度大于0.8 mm时，导柱、导套按H7/ h6配合，而导柱、导套与上、下模的配合为H7/r6。选择导柱、导套长度时，应考虑模具闭合时导柱上端面与上模板上平面距离不小于10 5 mm，而导柱下端和下模板下平面的距离不小于25 mm，导套的上端面与上

45、模板上平面的 距离要大于3mm，用以排气和出油。可参照下面的关系图，如下图5.3柱：18 130mm20 130mm 2018 70 28mm钢20 70 28mm 201 上模板2 导套3 导柱4 下模H模具闭合高度图5.3导柱、导套装模关系图5.9 模柄的选用模柄是作为上模座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；二要与上模座正确可靠连接。本套复合模模具属于小型冲模，采用压入式标准模柄，它与模座与孔采用H7/m6的过渡配 合，并加销钉防转。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。模柄结构形式如图5.4所示。图5.4模柄结构6模具总装图该复合

46、冲裁模将小凸模装在下模上，是典型的正装结构，图6.1所示的模具总 图。模具上模部分主要由上模板、垫片、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式 采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、落料凹模、下顶出装置等组 成。两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料 装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、橡胶组成。冲制的工件由弹顶器推动顶杆和 推件块顶出，弹性元件不受模具空间的限制。条料送经时采用导料销和挡料销定距，上模下压，凸凹模外型和凹模进行落料， 落下的料卡在凹模内，同时冲孔凸模与凸凹模进行冲孔，冲孔废料卡在凸凹模内。卡在 凹模内的有顶件装置顶出凹模。卡在凸

47、凹模内的冲孔废料有推件装置推出，每冲裁一 次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂。装配图如图6.1示。V J图6.1装配图1下模座2导柱3紧固螺钉4凹模框5导尺6卸料板7导套8凸模固定板10打杆11模柄12卸料螺钉13凸凹模14橡胶15顶板16冲孔凸模17凹模18顶杆19凹模固定板20弹顶器21导料销22挡料销7冲压设备的选择通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23 25能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：滑块行程：最大闭合高度: 最大装模高度: 连杆调节量：工作台尺寸：250kN65mm270mm220mm55mm（前后 左右）：370mm 560mm垫板尺寸

48、：（厚度孔径）:50mm 200mm模柄孔尺寸： （直径 深度）：40mm 60mm最大倾斜角度：30。8模具零件加工工艺本副冲裁模零件加工的关键在工作零件，固定板以及卸料板，若采用线切割加工 技术，这些零件的加工就变得相对简单。8.1 落料凸模的加工加工工艺过程见表8.1。表8.1落料凸模的加工工艺过程表工序号工序名称工序内容工序图（示意图）备料热处理刨平面热处理磨平面将毛坯锻成长方体:70 30 60退火刨6面，互为直角留单边余量0.5 mm调质磨6面，互成直角n：钳工划线划出各孔位置线7加工螺钉孔、安装孔及穿丝孔按位置加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔等8热处理按热处理工艺，淬火回火达到5862

49、 HRC9磨平面精磨上、卜平面10线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求11钳工精修全面达到设计要求12检验8.2 落料凹模的加工加工工艺过程见表8.2。表8.2凹模加工工艺过程表I序号工序名称工序内容工序图（不意图）1备料将毛坯锻成长方体150 133 402热处理退火145刨6面，互为直角留单粗刨边余量留足4热处理调质5磨平面磨6面，互成直角划出各孔位置线钳工划线型孔轮廓线7铳漏料孔达到设计要求加工螺钉按位置加工螺钉孔、销钉孔及穿丝孔等及穿丝孔9热处理按热处理工艺，淬火回火达到6064 HRC10磨平面精磨上、卜平面11线切割按图线切割，轮廓达到尺寸要求12钳工精修全面达到设计要求13检验模具

50、零件除了工作型面零件外，还有模座、导柱、导套、固定板、卸料板等其他模具零件，它们主要是板类零件、轴类零件和套类零件等。其它模具零件的加工相对于 工作面零件要容易些，其加工工艺比较规范，不再祥述。9模具的装配和冲裁模具的试冲9.1 模具的装配根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间 隙、试冲、返修，具体装配见表9.1。表9.1硅钢片复合模的装配序号工序工艺说明1凸、凹模预酉己(1 )装配前仔细检查各凸模形状以及凹模形孔，是否符合图纸要求尺寸精度、形状(2)将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀。不合适者应重新修磨或更换2凸模装配以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板8的形孔中，并拧紧牢固3装配卜模(1 )在下模座1上划中心线，按中心预装凹模17、导料板5 ；(2)在下模座1、导料板5上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝(3)将下模座1、导料板5、凹模17、挡料销20、凹模框装在一起，并用螺钉紧固，打入销钉4装配上模(1)在已