冷冲压模具毕业设计汇总

1、、/ 、一刖百改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加， 更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量 和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另 一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创 造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。模具做为高效率的生产工具的一 种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件， 生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质 量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用 模具批量生

2、产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进 行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容 易实现生产的自动化的特点。1冲裁件工艺性分析工件名称：钥匙工件简图：如图1-1所示生产批量：大批量材料：08F工件长度：75mm工件厚度：1.5mm工件精度：IT14级图1-1工件简图1.1材料选择根据表1-1、表1-2分析，08F为优质碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以 及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁 加工。1.2 工件结构形状工件结构形状相对简单，属轴对称结构，除有一个 1 12的孔，其余皆为直线， 孔与边缘之间的距

3、离也满足要求，可以冲裁。1.3 尺寸精度零件图上所注公差经查标准公差表 1-3为IT14级，尺寸精度较低，普通冲 裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。查公差表可得各 尺寸公差为:存件外形：12 mm45 mm30mm 104成 mm754博 mmi4 0.43零件内形：12 mm表1-1碳素结构钢的力学性能表材料材料牌材料极限伸长A屈服强弹性名称号状态强度率度模量E/MPa抗剪A假抗拉a. 1MP碳素结构钢05已退火的20023028-05F210-300260-38032-08F220-310280-3903218008260-360330-45032200

4、19000010F220-340280-4203019010260-340300-4402921019800015F250-370320-46028-15270-380340-4802623020200020F280-890340-480262302000002O280-400360-5102525021000025320-440400-5502428020200030360-480450-6002230020100035400-520500-6502032020100040420-520520-6701834021350045440-560550-70016360204000表1-2部分碳素

5、钢抗剪性能材料名称牌号材料状态抗剪强度抗拉强度彳时长率屈服强度普通碳素钢Q195未退火260320320400 28 33200Q235未退火31038038047021-25240Q275未退火40050050062015 19280优质碳素 结构钢08F已退火220310280390 3218008已退火2603603304503220010已退火2603403004402921020已退火2804003604102525045已退火44056055070016360表1-3部分标准公差值(GB/T1800.31998)公差等级IT8IT9 IT10 IT11 IT12IT13IT14 I

6、T15IT16基本尺寸 /m /mm/mm 62236 58900.15 0.22 0.36 0.58 0.9010>70110 0.18 0.27 0.43 0.70 1.1010 271818 3284130 0.21 0.33 0.52 0.84 1.303030 92100 160 0.25 0.39 0.62 1.00 16.05050 6120 1900.30 0.46 0.74 1.20 19.08080487 140 220 0.35 0.54 0.87 1.40 2.20120从表1-1、表1-2中查出08F抗拉强度： =280390Mpa抗剪强度： r=220-310

7、Mpa伸长率：6=32%屈服强度： =180Mpa分析其力学性能较好，故选择08F材料。2冲裁工艺方案的确定该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。方案二：冲孔一落料复合冲压。复合模生产。方案三：冲孔一落料级进冲压。级进模生产。表2-1各类模具结构及特点比较模具种类比较项目单工序模级进模复合模无导向有导向零件公差 等级低可达IT13IT10级 可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚 度不受限制中小型尺寸厚 度较厚小零件厚度0.2 6mm可加工复杂零 件，如宽度极小的 异形件形状与尺寸受模具 结构与强度限制， 尺寸可以较大，厚 度可达3

8、mm零件平间 度低中小型件/、平直， 高质量制件需较平由于压料冲件的同 时得到了较平的制 件，制件平直度好 且具有良好的剪切 断面生产效率低较低工序间自动送料， 可以自动排除制 件，生产效率图冲件被顶到模具工 作表向上，必须手 动或机械 除，生 产效单较低安全性不安全，需米取 安全措施比较安全不安全，需米取安 全措施模具制造 工作量和 成本低比无导向的稍 高冲裁简单的零件 时，比复合模低冲裁较复杂零件 时，比级进模低适用场合料厚精度要求低 的小批量冲件的大批量小型冲 压件的生产形状复杂，精度要 求较局，平直度要生产求高的中小型制件 的大批量生产方案一模具结构简单，投资少，且每次冲裁所需的冲裁力

9、较小，可以解决冲压 设备吨位不够的问题。具缺点在于零件的精度难于保证，并且零件比较小，在第二 次冲孔时，准确定位不宜，容易使人受伤，生产率低。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用 最小壁厚，模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精 度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮 廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。通过对上述三种方案的分析比较，采用复合模是比较合理的。3模具结构形式的确定正装式复合模和倒装式结构比较：正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄

10、的平直度要求较高的冲裁件，还 可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，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，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提 供了有利条件，所以应用十分广泛。由零件分析知：制件的精度要求较低，孔边距较大，平直度较高为提高经济效益，适宜采用倒 装复合模生产。根据以上分析确定该制件的生产采用倒装式复合模具生产4模具总体设计4.1 模具类型的选择经分析，工件尺寸精度要求不高，形状较简单，但工件产量较大，根据材料厚 度，为保证冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，弹性 卸料装置的倒装复合模具结构方式。4.2

11、 操作与定位方式4.2.1 操作方式零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。4.2.2 定位方式因为导料销和挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具 具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定 挡料销。4.3 卸料、出件方式4.3.1 卸料方式刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁 后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边 间隙取（0.20.5） to当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的 配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要

12、求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用 于卸料力较大、材料厚度大于 2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.10.2） t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用 作落料模、冲孔模。工件平直度较高，料厚为1.5mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具 比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对 工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。4.3.2 出件方式因采用倒装复合模生产，故采用弹性上出件

13、。4.4 确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机，采用横向送料方式，即由右向左送料。4.5确定导向方式方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上， 所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合 模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比较方 便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模 具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于 冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模

14、具的对称线上，导向平稳、准确。只能 一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质 量，采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。5模具工艺参数确定5.1 排样设计与计算冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。排样的意义在于减小材料 消耗、提高生产率和延长模具寿命，排样是否合理将影响到材料的合理利用、冲件 质量、生产率、模具结构与寿命。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。因此有下列三种方案:方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边

15、都留有搭边。冲件尺寸完 全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿 命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式 选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳(如图5-1所示)。5.2 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，

16、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，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工 作。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。表5-1给出了钢(=o =0.050.25%)的搭边值。对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数：钢( 0.3%0.45%) 0.9IV钢( 0.5%0.65%) 0.8硬黄铜11.1硬铝11.2软黄铜，纯铜1.2搭边值通常由经验确定，表5-1列出的搭边普通冲裁时经验数据之一根据制件厚度与制件的排样方法查表5-1得：两制件之间搭边值=1.9mm.侧搭边值a=2.0mm.表5-1搭边值和侧边

17、值材料厚度t圆件及r矩形边长矩形边长l>50 或圆角g>2t圆角K50工件间小侧边a工件间a侧边4 工件间4侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.250.51.21.51.82.02.22.50.5 0.81.01.21.51.81.82.00.8 1.2 0.81.01.21.51.51.81.21.51.01.21.51.81.92.01.62.01.21.52.02.22.02.22.02.51.51.82.02.22.22.52.53.01.82.22.22.52.52.83.03.52.22.52.52.82.83.23.54.02.52.82.53.

18、23.23.54.05.03.03.53.54.04.04.55g20.6t0.7t0.7t0.8t0.8t0.9t5.3 进距与条料宽度计算5.3.1 送料进距A 条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件A=D+ (5-1式中D平行于送料方向的冲裁件宽度冲裁件之间搭边值根据公式(5-1: A= D+ =31.9mm模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式，还是采用从右往左的横向送料方 式，这主要取决于凹模的周界尺寸。如：L<B时，采用纵向送料方式；L>B时，则采用横向送料方式；L=B时，纵向或横向均可。就本模具而言，采用纵向 送料方式。(注：L为送料

19、方向的凹模长度；B为垂直于送料方向的凹模宽度)。图5-1排样图5.3.2 条料宽度B计算排样方式和搭边值确定以后，条料的宽度也就可以设计出。计算条料宽度有三种情 况需要考虑：(1)有侧压装置时条料的宽度。(2)无侧压装置时条料的宽度(3)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图5-2有侧压装置时条料的宽度确定本设计采用的是有侧压装置的模具。所谓条料宽度，是指工件最大极限尺寸加上侧搭边值。因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值 -Ao其计算公式如下:B=D+2a (5-2)式中B条料宽度基本尺寸；D条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸;

20、A侧搭边值，查表5-1;条料下料剪切公差； 表5-2剪料公差及条料与导料板之间隙(mm)<50>50 100100 200200<10.50.50.7> 1 30.51.01.0 341.01.01.0461.01.01.0条料厚度（mm条料宽度（mm1.01.01.52.0根据零件图查表5-2确定剪料公差及条料与导板之间的间隙 =1.0。根据公式（5-2: B= D+2a+c（i二（106.9+2 2（0 I（I=110.95.4材料利用率的计算5.4.1 计算冲压件面积、周长因为该工件图由多段圆弧组成，计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度，计算面 积也需要准确的找到

21、切点，诸多因素采用人工计算时计算量较大，因此采用 UG4.0 辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图 5-4）。取 F=2647.6mm2L=409.68mm5.4.2 计算材料利用率在冲压零件的成本中，材料费用约占 60%以上，因此材料的经济利用具有非常重 要的意义。衡量排样经济性的重要指标是材料的利用率。冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率”表示：4=（n/ABXl00% （5-3）式中材料利用率（%）;n冲裁件的数目；F冲裁件的实际面积（mm2,包括工件面积与废料面积；B板料宽度（mm；A送料进距。根据公

22、式(5-3: 4=(1 X2647.6/31.9 X 110.9 X100%=74.84%由此可之，“值越大，材料的利用率就越高，废料越少。工艺废料的多少决定于搭 边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就 要合理排样，减少工艺废料。6计算冲压力与压力机的初选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 Fp 般可以按下式计算：口 = ”tL r （6-1）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）;系数是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸

23、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3, 一般取13。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度 外代替q而取幻=1 的近似计算法计算。查表可知材料08F钢的抗剪强度r=220310Mpa,故取其抗剪强度 r =260（MPa6.1冲裁力乙的计算据图5-4可得一个零件内外周边之和 L=204.84mm。查普通碳素结构钢的力学性能表（摘自GB 7001988、GB/T 133041991）知：Q235的抗剪强度 r =220Mpa310 Mpa.取260 Mpa而制件厚度t=1.5mm,取安全系 数Kp=1,则根据公式（6-1: &#

24、39;= "ptL p=1X1.5 409.68 260=159775.2 （N =159.7KN）6.2卸料力匕的计算F K I =。（6-2）式中>卸料力系数。查表 6-1 得 3 = 0.040.05,取 “ t = 0.05根据公式（6-2）:='=0.05 159775.2=7988.76 （N =7.99（KN表6-1卸料力、推件力和顶件力系数料厚t/mm0.14>0.10.50.0450.0550.063钢>0.52.50.040.050.055>2.56.50.030.040.045>6.50.020.030.025铝、铝合金0.

25、0250.080.030.07纯铜，黄铜0.020.060.030.09<0.10.0650.0750.10.080.060.050.036.3顶件力气的计算F K i7 =（6-3）式中人顶件力系数。1r查表 6-1 得"d =0.06.根据公式（6-3）:=',=0.06 159775.2=9586.512（N =9.5XN）6.4 总的冲压力F的计算根据模具结构总的冲压力F= +'八 % F, F= +=159775.2+7988.76+9586.512=177350.472(N 177.35(KN6.5 压力机的初选冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于

26、冲裁各工艺力的总和冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机（以和液压机（以I表示其型号）。常用冷冲压设备的工作原理和特点如表 6-2。表6-2常用冷冲压设备的工作原理和特点类型设备名称工作原理特点机械式利用摩擦盘与飞轮之间相互摩擦压力机接触传递动力，皆助螺杆与曲柄式利用曲柄连杆机构进行工 作，电机通过皮带轮及齿轮生产率高，适用于各类冲压结构简单，当超 负荷时，只会引 起飞轮与摩擦盘 之间的滑动，而 不致损坏机件。 但飞轮轮缘摩擦 损坏大，生产率 低。适用于中小 件的冲压加工，压力机螺母相对运动原理而工作。压力机带动曲轴传动，经连杆使滑加工 块作直线往复运动。工作原理与曲柄压力机相高速压

27、 力机同，但其刚度、精度、行程 次数都比较高，一般带有自 动送料装置、安全检测装置 等辅助装置。生产率很高，适用于大批量 生产，模具一般采用多工为 级进模。油压机液压机水压机利用帕斯卡原理，以水或油 为工作介质，采用静压力传 递进行工作，使滑块上、下 往复运动。压力大，而且是 静压力，但生产 率低。适用于拉 深、挤压等成形 工序。表6-3 J23系列开式双柱可倾压力机主要技术参数技术参数代号单位型号J23-3.15J23-6.3 J23-10 J23-16J23-25 J23-35 J23-40滑块公称 Pe kN 31.563压力100160250350400滑块行程mm 253545556

28、5100100封闭高度mm 120150180220270290330连杆 调节 量必mm25303545556065滑块 中心 线至 机身 距离amm90110130160200200250滑块 地面 尺寸左右amm100140170200250250300前后bmm90120150180220220260模柄 孔尺 寸直径dmm25303040404050深度lmm40555560606070垫块 厚度mm30303540506565最大 倾斜 角045453535303030工作 台尺 寸左右amm250310370450560610700前后bmm1602002403003703804

29、60根据冲压力的计算和压力中心的计算，选择开式双柱可倾压力机的型号为J23-257模具压力中心的确定模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应 使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生 偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和 压力机的使用寿命。模具的压力中心，可按以下原则来确定:(1)对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。(2)工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重 合。(3)各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0

30、, 0 (x=0,y=0),即为所求模具的压力中心。1-1其中4、I、L】A分别为各冲裁周边长度。图7-1压力中心按比例画出零件形状，选定坐标系 XOY。计算出零件压力中心为 （-7.5, 0）8冲裁模间隙的确定8.1 冲裁间隙Z指冲裁模中凹模刃口横向尺寸 与凸模刃口横向尺寸&的差值（如图8- 1）,是设计模具的重要工艺参数。图8-1冲裁间隙8.2 冲裁间隙分析（1）间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精 度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是 模具本身的制造偏差。(2)间隙对模具寿命的影响模具寿

31、命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数 之一，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，而且间隙 越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不 利。(3)间隙对冲裁工艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减 小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的520%左右时，冲裁力的降低不超过510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从 凸模里卸料和从凹模里推料都省力，当单边间隙达到材料厚度的1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件

32、力迅速 增大。(4)间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大 的影响。因此，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，但分别从质量，冲裁力、模 具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模 具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问 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,最大值称为最大合理间隙 心。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M。确定

33、合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸 精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论 法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。经验公式： 软材料：t<1mm, C=(3%4%tt=13mm, C=(5%8%tt = 35mm, C=(8%1%t硬材料：t< 1mm, C = (4%5%tt=13mm, C=(6%8%tt = 38mm, C=(8%13%t根据间隙表8-1查得材料Q235的最小双面间

34、隙2'wm =0.16mm,最大双面间隙 C2 "& =0.24mm表8-1冲裁模初始用间隙(mm材料厚度伽T8、45Q23508F、10、15、1060、1050A、1200Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大0.350.030.050.020.050.010.030.500.040.080.030.070.020.040.020.030.800.090.120.060.100.040.070.0250.0451.00.110.150.080.120.050.080.040.061.20.140.180.100.140.070.100.050.071.5

35、0.190.230.130.170.080.120.060.102.00.260.380.200.240.130.180.080.122.50.370.430.250.310.160.220.110.173.00.480.540.330.390.210.270.140.20注：08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的 25%。9凸、凹模刃口尺寸的计算9.1 刃口尺寸计算的基本原则冲裁件的尺寸精度主要取决于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

36、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)在测量与使用中，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，冲孔尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模 时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取 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

37、工件孔尺寸公差范围的 较大尺寸。这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。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)，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果 对刃口精度要求过低(即制造公差过大)则生产出来的制件有可能不合格，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" IT1软处理，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 人体”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

38、为正，下偏差为零。9.2刃口尺寸的计算由于模具的加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注 也不同，刃口尺寸的计算方法可以分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹 模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模与凹 模刃口尺寸与制造公差。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙21M ,必须满足下列条件：min上 + 3，2c. -2c9.2.1 冲孔凸、凹模计算:设冲孔尺寸为d ”根据以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃 口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保

39、 证最小合理间隙2c.。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式如 下：J0凸模：=（d + XA办一/ d 厂 ）厂 .凹模：册=（，+2,加 c =（d + XA + 2（ o在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距4按下式确定：/=（， +0.5/X d0.125A式中4 冲孔凹模基本尺寸（mm；-冲孔凸模基本尺寸（mm；d冲孔件孔的最小极限尺寸（mm;同一工步中凹模孔距基本尺寸（mm；mm制件孔距最小极限尺寸（mm；冲孔件孔径公差（mm；2'mui凸、凹模最小初始双面间隙（mm；F凸模下偏差，可按IT6选用（mm,根据表1-3可查得；打一一凹模上偏差，可按IT7选

40、用（mm,根据表1-3可查得；X磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中 间尺寸，与工件制造精度有关，可查表 9-1或按下列关系取值：当制件公差为IT10以上，取x=1 ;当制件公差为IT11IT13,取x=0.75;当制件公差为IT14,则取x=0.5。表9-1磨损系数X料厚t（mm非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差4/mm1<0.160.170.35>0.36<0.16>0.1612<0.200.210.41>0.42<0.20>0.2024<0.240.250.49>0.50<0.24>

41、;0.244<0.300.310.59>0.60<0.30>0.30根据图1-1和表9-1查得磨损系数X取0.5,即X=0.5.«D.n由公差表（1-3查得：0 12 # 为IT14级。设凸、凹模分别按IT6和IT7级加 工制造，所以JQ凸模：P=(d+X4 %u=(12+0.5 =43 mH4 =12.215凹模： =(+2Cmin二(12.215+0.16=12.375校核：因为 | ' P | 十 | % | =0.011+0.018=0.029mm2l E 2* mil =0.24-0.16=0.08mm(2t工、2” 是凸、凹模最大许用双面间

42、隙，查 表 8.1 得 2 即=0.24、2 mli =0.16满| ' d | W 4 clu 2 C疝 oJ0I4 0011所以冲孔凸、凹模刃口尺寸 .二12.215mm, 0#=12.375。 mm9.2.2落料凸、凹模计算：凹模："d=(DXz。 D 1) 八"一凸模： )=("一2Cmin =(D-XA-2Cmin 式中I落料凹模基本尺寸（mm；落料凸模基本尺寸（mm；D落料件最大极限尺寸（mm；落料件外径公差（mm；2侧一一凸、凹模最小初始双面间隙（mm；查表8.1取0.246;-一凸模刃口尺寸制造偏差，可按IT6选用（mm；/ 一一凹模刃口尺

43、寸制造偏差，可按IT7选用（mm；X一磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中 间尺寸，与工件制造精度有关。可查表 9-1取：X=0.5。0000由公差表（1-3）查得：12 uji” mm 45（。mm 30。5 mm 75。？川mm为IT14 级。设凸、凹模分别按IT6和IT7级加工制造。所以凹模12。即：? =（D1-X）o=（12-0.5 043=11.785 mm° /） &30:=（ -X=（30-0.5 0.527dl=29.74 mm° n d a 45:=(1 -X*0l)>=(45-0.5 062nor=44.69 mm0

44、 n Q A %75:=(-XJ)i)i=(75-0.5 074+01)5(1 =74.63 mmD ,D“凸模 12"： Pl =("dl-2* It加 3rII=(11.785-0.16ii =11.625 mmQ D Dji C 030:= (-2Q=(29.74-0.16fl =29.58 mm0 DD C "75 a现：=(-2Q=(74.63-0.16=74.47.：.!).? mm校核因为| “8|+ | 必| =0.018+0.011=0.029mm|十|般|=0.013+0.021=0.034mm|0 a|十|)出|=0.016+0.025=0.

45、041mm|川|十|"山|=0.019+0.030=0.049mm2 J -2l 小=0.24-0.16=0.08mm(20、2” 是凸、凹模最大许用双面向隙，查表 8.1 得 2,邮=0.24、2,网=0.16满足 | 十 | 0dl 0仁-2( mm 。tO.OlfidHUl，。帧所以落料凸、凹模刃口尺寸 11.785。 mm、29.74 1 mm、44.69 o mm、小帕0000074.63 o mm、11.625 吐川I mm、29.58 口叩 mm、44.53 口贴 mm、74.47博 mm。10主要零部件的设计10.1工作零件的设计与计算10.1.1凹模的结构设计和外形

46、尺寸计算(1)凹模的结构设计凹模：在冲压过程中与凸模配合直接对冲压制件进行分离或成形的工作零件。凹模洞口的类型如图10-1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凹模的涨裂力，给凸、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，本设计选用c型筒口。为）胤图10-1凹模类型（2）外形尺寸计算凹模结构分为整体式和镶拼式两大类，本

47、设计凹模采用整体式凹模，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。它的具体凹模轮廓尺寸确定如下：将压力中心与模柄中心重合。它的具体凹模轮廓尺寸确定如下:凹模厚度：H=KbR 15mm (10-1凹模壁厚：C=(1.52H(>3"40mm (10-2凹模外形尺寸：B=b+2C （10-3式中b冲裁件的最大外形尺寸；（mm）;K系数，考虑板料厚度的影响（见表 10-1）;H凹模厚度；C凹模壁厚；凹模外形最大尺寸表10-1系数K的数值b/mm 料厚 t/mm0.5123>3<500.30.350.

48、420.500.60>50-1000.200.220.280.350.42>100-2000.150.180.200.240.30>2000.100.120.150.180.22根据图1-1查表10-1,取K=0.25,又b=75mm,则由公式10-1和公式10-2行：凹模厚度：H=Kb=0.25X 106.9=26.725mrn« 27mm凹模壁厚：C=(1.5 2H=(1.5 2X27=40.554mm；根据表10-2取凹模厚度：H=40mm；取凹模壁厚C=50mm。根据公式(10-2) : B=b+2C=106.9+ 2 50=206.9mmL=l+2C=79

49、.9+2 50=179.9mm查表10-2,选取凹模外形尺寸 BXL=250mm 200mm。表10-2矩形和圆形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994矩形凹模的长度和宽度矩形和圆形凹模厚度LXB63 >50 63 6310、12、14、16、18、2080 >63、80 >80、100 >63、100 >80、100M00、125 >8012、14、16、18、20、22125M00、125X25、140刈0、140 >8014、16、18、20、22、25140M25、140X40、160M00、160 M25、160X40、200 M0

50、0、200 M2516、18、20、22、25、28160 M60、200X40、200 M60、250 M25、250X4016、20、22、25、28、32凹模轮廓尺寸为250m佛 200mrK 40mm。10.1.2冲孔凸模的结构设计和外形尺寸计算(1)凸模的结构设计凸模结构分为整体式和镶拼式两大类，整体式中根据加工方法的不同又分为直 通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸 模一般采用线切割方法进行加工，台阶式凸模一般采用机械加工，当形状复杂时， 成型部分常采用成型磨削。对于圆形凸模，GB2836-81的冷冲模标准已制定出其 标准结构形式与尺寸规格，因为

51、本设计中凸模是圆形结构，所以综合考虑采用整体式中的台阶式（如图10-3）,与凸模固定板采用H7/m6配合，并按凸模的标准结 构形式与尺寸规格选取。（2）凸模外形尺寸计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时考虑凸模的修模量及固定板 与卸料板之间的安全距离等因素。因为该模具采用的是倒装式复合模，采用的是 弹压卸料上出件方式，其总长按相关公式计算：L= +式中凸模固定板厚度；得 % =0.8汨凹=0.8 M0=32mm（标准为32mm,JB/T-6743.1-94。从一一凹模厚度；从一一冲裁件厚度和凸模进入凸凹模经验值。则L=40+32+2=74mm凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够图10-3冲孔凸模尺寸(3)凹模材料的选用模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有高的硬度与适