张朋杰毕业设计

1、摘要在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压成形、锻压成形、铸造成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材

2、料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术。本次毕业设计的题目为：一落二分割模具设计。冲压模具即是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题能够让我掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工

3、艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，此次毕业设计是对我理论学习水平的实践和检验，可对以后从事相关工作有一定的指导性与实践性意义。关键词：复合模具；凸模；上下模座；凹模 Abstract In modern industrial production, product widely used in stamping, forging, casting, extrusion, plastic injection or other forming method, matched with the mold, the blank form

4、ing process to meet the requirements of product parts. The mold has been widely used in electrical appliances, electronic products and computer products, home appliances, automotive, instrumentation, ordnance, general machinery and other production. With mold parts demonstrated by the highprecision,

5、 high complexity, high productivity and low consumption, the other processingmehods could be compared . Stamping is installed in the use of stamping equipment (mainly Press) on the mold to exert pressure on the material, to produce plastic deformation or separation, thus obtaining the required parts

6、 (commonly known as stamping or punching parts) of a pressure processing method. Stamping is usually at room temperature cold deformation processing of materials, and mainly uses the sheet to be processed into the required parts, also called cold stamping and sheet metal stamping. Stamping is one of

7、 the main methods of pressure processing or plastic materials processing, belonging to the technical material forming engineering. The graduation design topic is: a fall two split mold design. Stamping die that is in cold stamping processing, the material (metal or non-metal) processed into parts (o

8、r semi-finished products) is a kind of special process equipment, called cold stamping die (commonly known as cold die). Stamping, at room temperature, using installed in the mold presses on the pressure applied to the material, to produce plastic deformation or separation, thus obtaining a pressure

9、 parts processing methods. Through the detailed process for parts manufacturing process analysis, die plate, stripper plate, guide ruler, stop pin, guide pin etc. By this research can let me master the general methods for design and manufacture of stamping die of medium complexity, the stamping proc

10、ess plan, process calculation and die design have a deeper understanding, and learn to die design of information retrieval and use and integration of existing data reasonably, this graduation design is on our theory study and practice and test level, can have some guidance and practical significance

11、 to be engaged in relevant work after.Keywords: composite mould; mould; upper and lower die; die绪 论现代工业的迅猛发展使冷冲压技术得到越来越广泛的应用，随之而来的是对冲压模具的设计与制造要求越来越高。冲压模具是冲压生产的主要装备，次设计是否合理，对冲压件的表面质量、尺寸质量、生产率以及经济效益影响很大。因此，研究冲压模具的设计，提高冲压模具的各项技术指标，对冲压模具设计和冲压技术发展是十分重要的。本书说明主要是对电机转子冲片的设计，采用冲孔落料复合模。本书说明主要讲述了冲压件工艺分析、冲压工艺方案

12、的确定、计算冲压力、压力中心、初选设备、工作部分尺寸计算以及主要零部件的设计。本设计在编写过程中参考了大量文献资料，得到老师与同学的指导和帮助，在此表示感谢。摘要I AbstractII绪论1第1章冲压模具设计及计算41.1 设计题目41.2零件结构41.2.1零件名称41.2.2冲压零件数据及图样41.3 零件的工艺性41.3.1零件的工艺性分析41.3.2零件的精度与粗糙度51.4 冲压工艺方案的确定51.4.1冲压工序性质的确定：51.4.2冲压方案的确定：51.5 主要工艺计算51.5.1排样设计与计算51.5.2冲裁力的计算71.5.3模具总冲压力的计算71.5.4模具压力中心的计算

13、81.6冲模间隙的确定91.6.1间隙值的确定9第2章冲压设备的选择112.1冲压技术简介112.2冲压设备的选用112.2.1如何选择冲压设备112.2.2冲压设备类型的选择112.3冲压设备规格的选择122.4模具闭合高度的计算14第3章 模具结构设计153.1 模具总体结构的设计153.1.1 模具的基本结构形式的确定153.1.2 模具总体尺寸确定163.1.3 模架选用163.2模具主要零部件的设计与选用173.2.1 工作零件设计183.2.2 卸料装置零件设计213.3导向零件233.4固定零件设计243.5模具主要零件及材料263.6凸凹模刃口尺寸计算273.6.1刃口尺寸计算

14、原则273.6.2凸凹模刃口尺寸计算方法27第4章典型零件的加工工艺编制304.1 导柱的机械加工304.1.1 导柱结构工艺性分析304.1.2 导柱技术要求分析314.1.3 机械加工顺序的安排314.1.4 加工阶段划分314.1.5 机械加工工艺规程314.2 导套的机械加工324.2.1 导套结构工艺性分析334.2.2 导套技术要求分析334.2.3 机械加工顺序的安排334.2.4 加工阶段划分334.2.5 机械加工工艺规程33参考文献35结束语36致谢37第1章冲压模具设计及计算1.1 设计题目 一落二分割模具设计。1.2零件结构1.2.1零件名称 电机转子冲片1.2.2冲压

15、零件数据及图样 材料：硅钢片 厚度：0.5mm 批量：大批量零件图如图1.1所示： 图1.1电机转子冲片1.3 零件的工艺性 1.3.1零件的工艺性分析 冲裁件图所示，冲裁落料为外轮廓槽和中心的圆孔，在冲裁时可一次落料成型。1.材料:该冲裁件的材料硅钢片，具有较好的可冲压性能。2.零件结构:该冲裁件结构较为简单，比较适合冲裁。3.尺寸精度:零件图上所有尺寸均是有公差的尺寸，所以加工尺寸精度较高。1.3.2零件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级,一般落料公差等级最好低于IT10级,冲孔件公差等级最好低于IT9级,工件的尺寸全部为存在偏差范围，尺寸精度较高，但普通冲裁也能满足要求。

16、1.4 冲压工艺方案的确定1.4.1冲压工序性质的确定： 落料冲孔1.4.2冲压方案的确定： 方案一：先冲孔，后落料。单工序模生产。 方案二：冲孔落料复合冲压。复合模生产。 方案三：冲孔落料级进冲压。级进模生产。 该制件属于大批量生产，且零件形状简单、工艺性良好，又只需一次落料即可，故选冲孔落料复合冲压即复合模生产。分析各工序有： 方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，冲压精度低，难以满足大批量生产的要求。 方案二制造精度和生产效率较高，适用于大量生产。 方案三只需要一套模具，提高了生产率，有利于实现生产的自动化，模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，但

17、是模具使用寿命长，有利于大批量生产。通过对上述三种方案的综合比较，选用方案二为该工件的冲压生产方案。1.5 主要工艺计算1.5.1排样设计与计算 1、搭边值：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大的影响，因此一定要合理确定搭边数值。搭边过大，材料利用率低；搭边过小时，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至搭边拉入模具间隙，造

18、成冲裁力不均，损坏模具刃口。 2、 排样方式与设计 图1.2 零件排样图设计表1.1搭边a和b数值材料厚度t原件及r>2t的圆角工件间a侧面b<1 1.5 1.5>12 1.5 2>23 2 2.5>34 2.5 3排样设计查2表2. 5. 2,确定搭边值:两工件间的搭边:a=1.5mm; 工件边缘搭边b=1.5mm; 步距为:h=511.5mm条料宽度b=2b+d=513mm 一个步距内的材料利用率为:=×100%=77.9% （1-1）式中 A冲裁面积(包括内形结构废料)； n 一个冲距内冲冲裁件数目；b条料宽度；h进距。1.5.2冲裁力的计算计算冲

19、裁力的目的是为了选用合适的压力机，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，以适应冲裁工艺的要求。普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可按1中计算：Fp=KptL=1.3×0.5×2010.62×600 （1-2） =784.14KN其中为材料的抗剪强度（MPa），L为冲裁周边总长（mm）；t为材料厚度（mm）；系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙的波动（数值的变化与分布不均）、润滑情况、材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系数，一般取1.3。当查不到抗剪强度时，可用抗拉强度b代替，而取Kp=1的近似计算法计算。1.5.3模

20、具总冲压力的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压料理合力的作用点位置。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的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。已知:L工件外轮廓周长，L2010.62t材料厚度；b材料的抗剪强度（Mpa），查得2600MPa1)冲压力 F落料=Ltb=2010.62×0.5×600=603.19KN （1-3）2)卸料力 查1表2-5得卸料力系数K卸=0.055 F卸=K卸F落料=0.055×603.19=331.75KN （1-4）

21、3)推件力 查表2-5得卸料力系数Kt=0.063 Ft=KtF落料=0.063×603.19=380KN （1-5）4)模具总冲压力F总的确定。 F总=F落料+F卸+Ft =603.19+331.75+380=972.94KN （1-6）1.5.4模具压力中心的计算 冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心。在设计模具时，应使其压力中心与冲床的滑块中心线相重合。否则，模具在工作中就会产生偏荷弯矩，加速压力机和模具的导向机构不均匀磨损，还会使模具间隙得不到保证，刃口迅速变钝，从而影响工件的质量和降低模具寿命。冲模压力中心的确定，对于冲裁大型复杂形状工件、多凸模冲裁及连续冲裁时尤为重要。冲

22、裁的压力中心与冲裁件的重心不同，它是指冲裁力合力的作用中心，与冲裁力的大小及作用位置有关。而工件的重心则决定于工件的形状及其质量分布。只有当工件具备中心对称时，其压力中心才与重心相重合。由于该工件属于中心对称图形，所以压力中心在它的几何中心上，无需计算。零件图如图1.3：图1.3 电机转子冲片1.6冲模间隙的确定1.6.1间隙值的确定 凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺中的力、模具寿命等都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙值，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，使所需冲裁里小，模具寿命高。但是分别从质量、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的间隙并不是同一个数值，只

23、是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通产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。考虑模具在使用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。确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。1.理论确定法 理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得良好的断面。图所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。根据三角形关系得间隙值，查1c为c=（t-h0）tan=t（1-)tan （1-7）式中h0为凸模切入深度，为最大剪应力方向与垂线方向的夹角。

24、从上式看出，间隙c与材料厚度t、相对切入深度h0/t以及裂纹方向有关。而h0与又与材料的性质有关，材料愈硬，h0/t愈小。因此，影响间隙值的主要因素是材料的性质和厚度。材料愈硬愈厚，所需合理间隙值就愈大。表中所示为常用冲压材料h0/t与的近似值。由于理论计算间隙的方法在生产中使用不方便，故目前间隙值的确定广泛应用的是经验公式与图表，详细1表1.6.1 2.经验确定法 根据研究和使用经验，确定间隙值时要分类选用。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，对于断面尺寸与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、最高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。其值可按下列经验公式和实用间隙表选用

25、t<1mm， c=（3%4%）t，即c=0.0150.02mm 表详见1第2章冲压设备的选择2.1冲压技术简介冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程技术冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。 冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加

26、压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。通过模具使板材产生塑性变形而获得成品零件的一次成形工艺方法叫做冲压。由于冲压通常在冷态下进行,因此也称为冷冲压。只有当板材厚度超过8100mm时,才采用热冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材,故也称板材冲压。某些非金属板材(如胶木板、云母片、石棉、皮革等)亦可采用冲压成形工艺进行加工。冲压广泛应用于金属制品各行业中,尤其在汽车、仪表、军工、家用电器等工业中占有极其重要的地位。 2.2冲压设备的选用2.2.1如何选择冲压设备冲压设备的选择直接关系到设备的安全以及生产效率、产品质量、模具寿命和生产成本等一系列重要问题。冲压设备的选

27、择主要包括设备的类型和规格参数两个方面。2.2.2冲压设备类型的选择主要根据所要完成的冲压工序性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型：（1）对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件的冲压生产，常采用开式曲柄压力机。虽然C形床身的开式压力机刚度不够好，冲压力过大会引起床身变形导致冲模间隙分布不均，但是它具有三面敞开的空间，操作方便并且容易安装机械化的附属装置和成本低廉的优点。目前仍然是中小型冲压件生产的主要设备（2）对于大中型和精度要求高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。这类压力机两侧封闭，刚度好、精度较高，但是操作不如开式压力机方便。（3）对于大型或较复杂的拉深件，常采

28、用上传动的闭式双动拉深压力机。对于中小型的拉深件（尤其是搪瓷制品、铝制品的拉深件），常采用底传动式的双动拉深压力机。闭式双动拉深压力机有两个滑块，压边用的外滑块和拉深用的内滑块。压边力可靠、易调，模具结构简单，适合于大批量的生产。（4）对于大批量生产的或形状复杂、批量很大的中小型冲压件，应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。（5）对于批量小、材料厚冲压件，常采用液压机。液压机的合模行程可调，尤其是施力行程较大的冲压加工，与机械压力机相比具有明显的优点，而且不会因为板料厚度超差而过载。但生产速度慢，效率较低。可以用于弯曲、拉深、成形、校平等工序。（6）对于精冲零件，最好选择专用的精冲压力

29、机。否则要利用精度和刚度较高的普通曲柄压力机或液压机，添置压边系统和反压系统后才能进行精冲。所以应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。2.3冲压设备规格的选择 冲床铭牌上规定的吨位为冲床的额定吨位。额定吨位的大小，反映冲床的冲裁能力。在我国，偏心冲床和曲轴冲床都已成系列生产，共有11级，即16、25、40、63、80、100、125、160、200、250、400吨。选择冲床时，冲床的公称压力必须大于工件所需要的冲裁力。机械压力机类型的选定依据是冲压的工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等。中小型冲压件生产中，主要应用开式机械压力机。选择冲床时，必须使冲床的额定吨位大于

30、冲模所需要总的的冲裁力。压力机的工作台面尺寸应大于冲模下模座的尺寸，一般每边最小应大于5070mm，便于安装固定模具用的压板和螺钉。一落二分割模中总的冲裁力为972.94KN,即97吨。则要选择公称压力大于972.94KN的压力机，为了提高压力机的利用率和节约经济成本，可选用400的开式压力机,所以应选择的冲压机床型号是J2340如表2.1表2.1 J2340开式单点压力机参数序号 项目数值单位 1公称压力400t 2公称压力离下死点距离13 mm 3滑块行程230 mm 4滑块每分钟行程次数25次 5滑块(连杆)调整距离160 mm 6封闭高度(滑块在下死点时至台面的距离)最大 660mm最

31、小 500mm 7工作板尺寸前后1060mm左右990mm 8工作板厚度150mm 9工作台通口尺寸 620×620mm 10滑块底面尺寸前后810mm 11滑块中推料孔尺寸110mm 12立柱间距离1010mm 13导轨间距离850mm 14工作台至导轨底面的距离670 mm 15主传动件电动机型 号JHD3-200M-6功 率30 kW 16调正滑块(连杆)长度用电动机型 号JD3-1125-6-T2 功 率3 kW 17外形尺寸前 后2276 mm左 右2250 mm地面上高5480 mm 18机床重量 约3300 kg2.4模具闭合高度的计算压力机的闭合高度是指滑块在下止点时

32、，滑块底平面到工作台面之间的高度。调节压力机连杆的长度就可以调整闭合高度的大小。当压力机连杆调节至最上位置时，闭合高度达到最大值，称为最大闭合高度Hmax。当压力机连杆调节至最下位置时，闭合高度达到最小值，称为最小闭合高度Hmin。模具的闭合高度必须适合于压力机闭合高度范围的要求，它们之间的关系查一般为：Hmax-5mmHmHmin+10mm （2.1） 式中Hmax为压力机最大装模高度(mm)； Hmin为压力机最小装模高度(mm)1.模具闭合高度计算模具闭合高度是模具在最低工作位置时的高度方向的总尺寸。计算是将处于最低工作位置时沿高度方向各零件尺寸相加即可。冲裁模具闭合高度应为各零件在高度

33、方向的尺寸之和模具闭合高度：模具闭合高度H=上模座+上模垫板+上模+下模座+下模垫板+下模 =10540308080+45 =380mm查1表2.1有660-160=500mm H=150mmHmax-5mm=660-150-5=505mm H=150mm Hmin +10mm=500-150+10=360mm 有 505mm380mm360mm即满足式（2.1），所以所选的J2340开式单点压力机满足要求。第3章模具结构设计冲模结构是确定实现冲压工艺方案所需模具的功能结构，以及组成功能结构的零件及其安装关系。冲压模具结构的合理性，对冲裁件的质量与精度、冲裁加工的生产率与经济效益、模具的使用寿

34、命等都有密切的关系。模具结构设计包括模具总体结构的设计和模具主要零部件的设计与选用。3.1 模具总体结构的设计冲模总体结构设计就是根据所采用的模具类型、制件的精度要求、形状特点及冲压工艺方案等来确定模具的结构形式、模具的总体尺寸及模架类型，以便设计各零部件的具体结构。根据工艺方案采用冲孔落料复合模。复合模是指只有一个工位，并在压力机的一次行程中，同时完成两道和两道以上的冲压工序的冲模。3.1.1 模具的基本结构形式的确定模具的基本结构形式是由条料的送进方式、卸料方式、导向方式及模具的正倒装关系所确定。1、条料送进方式的选择条料送进方式主要有手工送料和自动送料两种。当采用手工送料时，在模具结构设

35、计时要特别注意操作安全问题。而采用自动送料方式时，则要考虑自动送料机构对模具结构的影响。本次条料送进方式采用手工送料。2、卸料方式的选择卸料方式分为弹性卸料和固定卸料两种。固定卸料是通过将卸料板固定在下模的凹模上以阻碍条料随凸模上移的一种卸料方式，一般用于条料较厚的情况。弹性卸料是在凸模抬起过程中，通过弹性元件的回弹力将条料从凸模上脱离的一种卸料方式，用于冲裁薄料及精度要求高的制件。本次为冲孔落料复合模采用弹性卸料方式。3、模具导向方式的确定模具的导向是指模具上、下模间的导向，一般都是采用安装在模架上的导柱、导套进行导向的。一落二分割模具为大型模具，应采用四角导柱模架，其导向精度好，强度和刚度

36、高，稳定性好。4、复合模正倒装关系的确定复合模根据落料凹模装的位置不同，分为倒装复合模和顺装（正装）复合模。倒装复合模落料凹模装在上模，顺装复合模落料凹模装在下模。复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。倒装复合模冲孔废料直接从压力机工作台当中的孔落下，制件从凹模洞口推出后落在下模上，一般用工具取出，操作比较方便安全。模具结构比顺装复合模简单，生产效率比顺装复合模高，所以一般采用倒装复合模。本次设计采用倒装复合模。3.1.2 模具总体尺寸确定模具的总体尺寸主要指平面轮廓尺寸、各模板厚度、模具闭合高度等。这些尺寸是进一步进行模具结构及零件设计的基础。模具的平面轮廓尺寸是

37、根据工序件轮廓或条料排样图上所有工序轮廓的最小包络形来确定的，它主要包括模座和各模板尺寸。通常各模板尺寸是一样的，并以凹模板为基准来确定。模具各模板的外形尺寸及厚度可根据7P56图4.7模具总体尺寸关系图确定：上模座厚度=（11.5）H凹 （3.1） 下模座厚度=（11.5）H凹 （3.2） 卸料板厚度=1020mm 凸模固定板厚度=（0.40.7）H凹 （3.3） 一般保证模座的外形尺寸大于凹模板尺寸4070mm。各模板厚度要根据情况作相应调整，由于所选的压力机的公称压力比计算的冲裁力大许多，为了使各模板承受更大的压力并有足够的强度及刚度，因此在设计时，各模板的厚度应相应的加厚。3.1.3

38、模架选用模架是上、下模座、导柱、导套的组合，它是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在模架上面，并承受冲压过程中全部载荷。模具的上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模运动，保证冲裁过程中间隙均匀。模架有四种基本形式：后侧导柱模架（一般用于精度不高的小型模具）、中间导柱模架（用于冲压圆形制件的冲模）、对角导柱模架（模架受力平衡，常用于复合模）、四角导柱模架（模架受力平衡，导向精度高，适用于大型制件、精度高的冲模），电机定子冲片为大型制件且要求精度高，因此选用四角导柱模架形式。综上所选模具总体结构采用手工送料、弹性卸料、四角导柱模架形式的倒装复合模，总体结构如图3.1。当上模下行

39、时，落料凸模进入落料凹模洞口落料，冲孔凸模进入冲孔凹模洞口冲孔。即在一次行程中，同时完成冲孔和落料工作。 图3.1模具总装图1上模座 2弹簧垫圈 3六角头螺栓 4六角头螺栓 5顶料杆 6六角头螺栓 7轴孔冲 8打料杆 9定位套柄 10打料板 11六角头螺栓 12上退料板13上模垫板 14上模组件 15导套 16垫套 17导柱 18六角薄螺母 19垫圈 20内六角头螺栓 21下退料板22六角头螺栓 23弹簧垫圈 24下模外垫板 25下模外26垫板 27下模内 28退料小套 29六角头螺栓 30下模座31六角头螺栓 32键槽上冲 33下模中 34下模内垫板 35轴孔冲垫板 36六角头螺栓3.2模具

40、主要零部件的设计与选用 根据模具零件的不同作用可分为工艺零件和结构零件。工艺零件直接参与完成冲压工艺过程，并与被冲材料直接发生作用，包括工作零件、定位零件、卸料、推件等。结构零件不直接参与完成冲压工艺工作，也不与被冲材料发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括导向零件、固定零件等。3.2.1 工作零件设计直接对毛坯和板料进行冲压加工的模具零件称为工作零件。1、凹模在冲压过程中，与凸模配合直接对制件进行分离或成型的工作零件称为凹模。 凹模的厚度和外型尺寸，对于其承受的冲裁力，必须具有不引起破损和变形的足够强度。冲裁时凹模承受冲裁力和水平侧向力的作用，受力形态比较复杂

41、，因而在生产实际中，通常都是根据冲裁件的轮廓尺寸和板料厚度、冲裁力的大小等来进行概略估算的。 凹模厚度:根据经验公式1：H=kb= 0.1×510=51 mm （3.4） 其中b冲压件最大外形尺寸；K系数，考虑板材厚度的应响,其值可查1表2.8.2；凹模厚度要求：凹模刃口周长超过50mm且材料为合金工具钢时，凹模高度应乘以修正系数1.6。凹模壁厚：c=(1.52)H=（76.5102）mm （3.5）实际取c=80零件外形为圆形，而且完全对称，所以将凹模板做成圆形。式中 切断轮廓线到凹模边缘的尺寸，轮廓为平滑曲线时，。所以 Dd=510+2×1.2×51=632.

42、4 （3.6）取整后Dd=630mm 所以凹模板外形尺寸ø630×80 在冲压模具中， 模具刃口要有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，所以应有较高的硬度与适当的韧性。形状简单的凸模常选用T8A、T10A等制造。并且凹模硬度应比冲头高2度左右，所以凹模材料选择T10A，热处理硬度达到6062HRC。 图3.2 凹模2、凸模在冲压过程中，冲模中被制件或废料所包容的工作零件称为凸模。轴孔冲（冲孔凸模）材料T10A，淬火处理，硬度为5862HRC。轴孔冲采用台阶式凸模，即工作部分和固定部分的形状与尺寸不一致。并将轴孔冲固定在凸模固定板中，其配合为H7/m6。冲孔凸模刃口尺寸按式

43、（2.4）计算：取凸模长度尺寸根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需求来确定。根据图3.1模具总体结构可有冲孔凸模长度为： L=H1+H2+H （3-7） =5+10+40 =55（mm）式中 L冲裁凸模长度； H1凸模固定板厚度； H2卸料板厚度； H附加长度。主要考虑凸模进入凹模的深度、总修模量以及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离因素。 图3.3轴孔冲凸模长度尺寸根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需求来确定。根据图3.1模具总体结构可有冲孔凸模长度为： 3、凸凹模凸凹模式复合冲裁中的一个特殊零件。其内形刃口其

44、冲孔凹模作用，外形刃口其落料凸模作用。外形按一般凸模设计，内形按一般凹模设计。材料选择Cr12，热处理硬度达到6062HRC。凸凹模的最小壁厚为m=1.5t=1.5×0.5=0.75mm,而实际壁厚远大于0.75mm，故符合强度要求，凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保证双面间隙为0.380.42mm。凸凹模结构如图所示： 图3.4 凸凹模形式及尺寸3.2.2 卸料装置零件设计从广义来讲，卸料装置包括卸料、推件和顶料装置。其作用是当冲模完成一次冲压之后，把条料、制件或废料从凸模上卸下或从凹模中推出或顶出，以便冲压工作继续进行。通常卸料是把条料或制件从凸模上卸下来，顶件和推件一般指把

45、制件或废料从凹模中顶出或推下。卸料装置卸料装置有弹性卸料装置和固定卸料装置。复合模中的卸料装置为弹性卸料装置，目的是从凸凹模上卸下条料或卷料。倒装复合模卸料装置装在下模。卸料装置中常用的弹性卸料板一般用Q345A或45号钢制造。卸料装置（下退料板）材料选用Q345A，模具工作时下退料板与下模座间用橡胶垫起。下退料板如图3.5：图3.5下退料板1、 推件装置倒装复合模的推件装置是从落料凹模和冲孔凸模上推下制件，由打杆（打料杆）、推板（打料板）、连接推杆（顶料杆）和推件块（上退料板）组成。打料杆材料选用45号钢，热处理硬度4348HRC。打料杆如图3.6：图3.6打料杆推件块（上退料板）材料选用Q

46、345A。它与落料凹模及冲孔凸模配合，其型孔按轴孔冲配间隙0.150.3mm，外型按上模配间隙0.150.3mm。上退料板如图3.7：图3.7 上退料板连接推杆（顶料杆）材料选用45号钢，4348HRC。连接推杆（顶料杆）是推板（打料板）和推件块（上退料板），一般24根，长度必须一致。顶料杆如图3.8：图3.8顶料杆推板（打料板）材料选用T8A。推板（打料板）是在打杆（打料杆）和连接推杆（顶料杆）间传递力的板件。在倒装复合模中，为了保证冲孔凸模的支承刚度和强度，推板的平面形状和尺寸只要能覆盖到连接推杆，保证本身有足够的强度和刚度，不必设计得太大，以便安装推板的孔不至太大。打料板如图3.9.图3

47、.9打料板3.3导向零件导柱和导套材料均选用T8A。滑动式导柱与导套之间的配合根据冲模的要求选取，对于冲裁模，其间隙必须小于冲裁间隙，冲裁间隙小的一般选用H6/h5配合；间隙较大的选用H7/h6配合。导柱与上模座上的导套之间可以采用H7/r6，s 6配合。此时，下模座上的导柱座孔和上模座上的导套孔尺寸相同，将上、下模座夹在一起同时加工，但考虑装配方便，导套与上模座导套孔之间一般采用低熔点合金浇注或环氧树脂浇注。为了保证浇注质量，两者之间的间隙一般为每边35mm，浇注时冲模处于闭合状态，以保证工作时的良好导向。导柱导套结构如图3.9： 图3.93.4固定零件设计1、上、下模座模座分为上模座和下模

48、座两部分。整个模具的各个零件都直接或间接的固定在上下模座上，模座还要承受和传递压力，所以模座不仅要有足够的强度，而且还要有足够的刚度。选用模座时还应使下模座的尺寸比冲床漏料孔的尺寸每边大40-50mm以上。对于麽做的安装，上模座通过模柄安装在冲床的滑块上，下模座则用压板和螺栓固定在冲床的工作台面上。标准模座根据模架类型及凹模周界尺寸选用。采用非标准模座时，模座的长度尺寸比凹模的长度单边大40-70mm，宽度可以略大或等于凹模宽度。下模座的尺寸要比工作台孔每边大40-50mm。模座的厚度在20-55mm之间，下模座比上模座略厚。模座常用的材料一般为铸铁HT250。因为冲模是在冲击负荷下工作的，灰

49、铸铁有较好的吸镇性。特殊需要时，也有采用抗拉强度更高的普通碳素钢。上模座材料采用HT250。上模座如图3.10：图3.10上模座下模座材料采用HT250。下模座如图3.11：图3.11 下模座3.5模具主要零件及材料 表3.1模具主要零件及材料序号名称材料1垫板HT2502定位套柄Q345A3顶料杆454上模座HT2505打料板T8A6轴孔冲Cr12MoV7上退料板Q345A8冲孔凸模T10A9落料凸模T10A10下模内Cr12MoV11卸料板T8A12下退料板Q345A13下模内垫板Q345A14凹模Cr12MoV15下模座HT25016导套T8A17导柱T8A18固定挡料销453.6凸凹模

50、刃口尺寸计算凸模与凹模刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素，也影响凸、凹模的合理间隙值的确定。3.6.1刃口尺寸计算原则1.落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。2.考虑凸模与凹模的磨损：凸模与凹模在冲裁过程中必然会出现磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度，尽可能的提高模具寿命设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸。这样就能保证凹、凸模磨损到一定程度后仍能冲裁出合格的工件。3.把握好刃口制造精度与工件精度的关系：凸、凹模刃口尺寸精度的选择，应以能保证工件的精度要求为前提，一般情况下也可按工件公差的1/31/4选取。对于圆形凸、凹模，由于制造容易，精度易保证，制造公差也可按IT6IT7级选取。3.6.2凸凹模刃口尺寸计算方法该零件属于无特殊要求的一般冲孔、落料件。由落料获得落料部分以落料凹模为基准计算 ,落料凸模按间隙值配制；冲孔部分以冲孔凸模为基准计算,冲孔凹模