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垫片冲压模具设计,垫片,冲压,模具设计
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目 录摘要1关键词1Abstract2Key words21 绪论31 垫片冲压工艺分析41.1 材料分析41.2 垫片结构51.3 尺寸精度51.4 冲裁工艺方案的确定62 模具总体结构的确定82.1 模具类型的选择82.2 送料方式的选择92.3 定位方式的选择92.4 卸料、出件方式的选择92.5 导向方式的选择93 工艺参数计算103.1 排样方式的选择103.1.1 排样及搭边值的计算103.1.2 步距的计算103.1.3 毛坯尺寸的计算103.1.4 材料利用率的计算113.2 计算各工序冲压力和选择冲压设备113.2.1 冲裁力的计算113.2.2 落料力的计算123.2.3 卸料力与推件力的计算123.2.4 总冲压力的计算123.3 压力中心的计算与压力机的选择134 刃口尺寸计算144.1 冲裁间隙的确定144.2 刃口尺寸的计算及依据与法则145 主要零部件设计165.1 凹模设计165.1.1 凹模外形的确定165.1.2 凹模刃口结构形式的选择175.1.3 凹模精度与材料的确定175.2 凸模的设计175.2.1 凸模结构的确定175.2.2 凸模高度的确定185.2.3 凸模材料的确定185.2.4 凸模精度的确定185.3 卸料板的设计195.3.1 卸料板外型设计195.3.2 卸料板整体精度的确定195.4 固定板的设计195.5 垫板的设计195.6 上下模座、模柄的选用215.6.1 上下模座的选用215.6.2 模柄的选用225.7 模具工作过程236 其他零部件的设计与选用236.1 卸料螺钉236.2 挡料销236.3 弹簧的选用和计算246.4 橡胶的选用246.5 推件、顶件装置结构256.5.1 推件装置的结构256.5.2 推件块或顶件块与凸、凹模的配合267 冲压设备的校核与选定267.1 冲压设备的校核267.2 冲压设备的选用27结 论28参考文献29致谢30垫片冲压模具设计 摘要：本设计主要是垫片落料、冲孔一套复合模具的设计，通过对垫片进行工艺分析以及结合结构分析。“从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具成型部分的的结构、顶出机构、压力机的选择及有关参数的校核都有详细设计，介绍了落料冲孔复合模的结构组成及工作原理，该模具结构简单，其中凸凹模采用整体设计，成本低廉、运行可靠，通过模具设计表明该模具能达到垫片质量和加工工艺要求”。利用安装在压力机机身上的模具使得板料沿一定的冲裁轮廓线产生相互分离的工序,一般包含冲孔和落料；由于冲裁工艺方便,高效,在实际生产中,得到了广泛的应用。冲裁力是用来选取设备型号,设计模具以及校核冲头强度的重要依据。随着冲压技术的快速发展,各种冲裁工艺对冲裁力的精准确定,冲裁力的发展过程提出了更高的要求。所以,冲裁力的研究对于扩展冲裁基础理论具有一定的理论价值,对于高强板冲压,厚板冲裁等工艺具有工程应用意义。本次设计的是垫片零件，其材料为20钢，厚度为1.5mm，垫片精度等级为IT14，10mm的孔与垫圈外形尺寸22mm的同心度要求较高，只有采用正确的冲压工艺和模具结构,才能获得最佳的尺寸精度。关键词：垫片；冲压工艺；冲孔、落料；冲裁1Design of stamping die for gasketStudent majoring in communication engineering Xie Pengzhou Tutor Fu Haiyan（小四Times New Romar，学生姓名和老师姓名 姓在前，名在后）Abstract：This design is mainly the design of a set of compound die for gasket blanking and punching. Through the process analysis and structure analysis of the gasket. Starting from the product structure, technology and specific mold structure, the structure of the mold forming part, the selection of ejection mechanism, press and the check of relevant parameters are designed in detail. The structure composition and working principle of blanking and punching compound die are introduced. The structure of the die is simple, and the convex and concave die adopts the overall design, with low cost and reliable operation The die can meet the requirements of gasket quality and processing technology. Using the die installed on the press body, the sheet metal is separated from each other along a certain blanking contour line, which generally includes punching and blanking. Because the blanking process is convenient and efficient, it has been widely used in actual production. Blanking force is an important basis for selecting equipment type, designing die and checking punch strength. With the rapid development of stamping technology, the accurate determination of blanking force in various blanking processes, the development process of blanking force put forward higher requirements. Therefore, the study of blanking force has a certain theoretical value for expanding the basic theory of blanking, and has engineering application significance for high-strength plate stamping, thick plate blanking and other processes. This design is a gasket part, its material is 20 steel, the thickness is 1.5mm, the gasket accuracy grade is IT14, the concentricity of the hole with diameter of 10 mm and the gasket dimension of 22 mm is higher, only by using the correct stamping process and die structure, can we obtain the best dimensional accuracy.Key words: Gasket; stamping process; punching, blanking; blanking21 绪论 目前，我国冲压行业的机械化、自动化程度还较低。“中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用，液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。对于大、精模具还依赖于进口，冲压板材自给率不足，品种规格不配套以及专业人才的缺乏等这些条件都制约着我国冲压行业的发展，因此，争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平，而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代型材弯曲成形技术及相关设备，21世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展，发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求，适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务，冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化，科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度，成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成人工智能技术、智能化控制将从简单形状垫片成形发展到覆盖件等复杂形状垫片成形，从而真正进入实用阶段”。本论文的研究目的是利用知识，必须提高应用水平的能力的一个全面的了解，为以后的工作打下了良好的基础。1 垫片冲压工艺分析 图1-1 垫片图生产批量：大批量；材料：20钢；材料厚度：1.5mm；未注公差：IT14。1.1 材料分析表1-1 垫片材料的力学性能表板料材料型号抗剪强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）屈服强度（Mpa）延展率（%）20钢20275392MPa275392MPa27525%由上表1-1可知：“20钢属于常用的低碳钢，它的冲压性能良好，热处理和冷拔硬化后，强度较高，具有一定的韧性和塑性，相同表面状态和完全淬透情况下，疲劳极限与合金弹簧相当，但淬透性差，主要用于小尺寸的弹簧，如调压调速弹簧，测力弹簧，一般机械上的圆、方螺旋弹簧、垫片，或拉成钢丝作小型机械上的弹簧”。即使冲压要求比较高的垫片，也能够满足生产的需要，通过综合分析，该垫片的冲裁性能良好。1.2 垫片结构垫片也叫挡圈或扣环，属于紧固件的一种，供装在机器、设备的轴槽或孔槽中，起着阻止轴上或孔上的垫片轴向运动的作用。比较常用的有轴卡（STW)和孔卡(RTW),国内大陆生产主要是使用20钢的低碳钢。不同的形状和尺寸的垫片冲压，有不同的工艺要求。“对于冲裁件，要求外形简单对称，最好是由圆弧和直线组成，应该避免冲裁件上过长的悬臂和峡槽，其宽度要大于料厚的两倍，即b2t,一般情况下，冲裁件外形不能有尖角，应采用r0.5t的圆角（r为圆角半径），这有利于模具制造和提高模具寿命，冲裁时，为了防止凸模折断或压弯，冲孔尺寸不能太小，用一般冲孔模可以冲压的最小孔径为1.3mm。冲裁件孔与孔、或孔与边缘的间距b、b1,与模具强度和寿命以及冲裁件的质量有关，其值不宜过小，一般取b1.5t, b1t。垫片图中，b1=2，大于料厚1，符合冲压要求”。垫片结构形状稍微有点复杂，有冲孔和落料工序加工而成。垫片中有1个圆孔，圆孔直径10mm，孔距离板料的边缘的的最小距离为6mm。通过综合的分析，该垫片进行冲裁生产能够满足实际的需要。1.3 尺寸精度该垫片上尺寸未注尺寸公差，所以精度等级均为IT14，在计算的时候，我们需要按实际的表格进行查表选取，所以尺寸公差由公差等级表查得：关于未注公差尺寸，属于自由尺寸，由查表得表2-1得，取精度等级为IT14。落料尺寸：mm。冲孔尺寸：mm。表1-2 常见垫片公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm336610101818303050508080120120180180250250315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.551.4 冲裁工艺方案的确定通过对垫片的分析，发现垫片有落料、冲孔2个主要工序，所以我们可以大致制定了三个生产方案。方案一：下料-落料-冲孔采用单工序模具，分两步进行，设计两套冲压模具方案二：下料-落料+冲孔该方案中垫片的落料和冲孔工序依靠冲孔落料复合模来完成，这样我们只需要一套复合膜既可完成垫片的生产。方案三：下料-冲孔-落料使用级进模生产，采用冲孔落料级进模，中间孔可以用来导正来保证垫片的孔和外缘的同心度。方案对比：单工序模、复合模、级进模的特点比较单工序模复合模级进模结构简单较复杂复杂成本、周期小、短小、短高、长制造精度低较高高材料利用率高高低生产效率低低高维修不方便不方便方便产品精度高高低品质低低高安全性不安全不安全安全自动化易于自动化冲床性能要求低低高应用小批量生产大批量生产大批量生产方案一：模具结构数量有多个，而且来回更换模具，导致垫片的精度难易保证。方案二：复合模可以实现大批量生产，而且垫片的精度也可以保证。方案三：采用一副模具完成，级进模可以包含多个工序，采用冲孔落料能够顺利完成，垫片的缺口可以在冲孔工序中完成，最后一步直接落料圆形，提高了模具的寿命，满足垫片的生产要求。综上分析，该垫片的生产制造选择复合模来生产。“因为该垫片外形由简单的圆弧和直线组成，生产只需要由简单的冲孔和落料即可完成，若采用两套单工序模，不光设计时间会加倍，生产成本也会相应提高，选择复合模，虽然在设计步骤上有所增加，但是模具的成本会大幅降低，生产效率也能提高很多，于级进模相比，复合模具有成本低和对冲床性能要求低的特点，所以使用复合模的方案最好，不但可以满足实际生产的需要，同时可以实现大批量生产”。2模具总体结构的确定2.1 模具类型的选择表2-1 倒、正装复合模比较比较项目倒装复合模正装复合模工作垫片装配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下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，下落到模具工作面上采用弹顶器自下模（凹模）内顶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凸模内积聚到一定程度后。使从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时既从凸凹模内推出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自下击落，和垫片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，可直接固定在下模上，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，强度较差的凸凹模凸凹模的强度和寿命凸凹模承受的胀力较大，凸凹模的最小壁厚应严格控制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通过垫片的工艺分析，以及各个生产方案的对比，决定采用倒装复合模来完成垫片的生产。2.2 送料方式的选择为了实现垫片的自动化生产，垫片的送料方式的选择十分重要，在本次设计中，由于结构简单且垫片尺寸较小，所以采用手动送料方式。2.3 定位方式的选择模具选用的是条料，可以选取导料槽来控制板料的送进。板料送料的过程中，步距的保证是依靠挡料销来完成的，每次的送料结束都依靠挡料销来保证其精确的定位。2.4 卸料、出件方式的选择因为垫片料厚为1.5mm，材料很薄，卸料力不大，故采用弹性卸料装置。2.5 导向方式的选择 （a） （b） （c） （d）图4-1 导柱模架（a）中间导柱 （b）后侧导柱 （c）对角导柱 （d）四导柱首先分析垫片，由于垫片尺寸不大，并且生产具有较高的要求，后侧导柱的尺寸比较合适，对角导柱容易偏移，所以在设计中我们采用导向精度好的后侧导柱导向模架。后侧导柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，采用后侧导柱模架，不但能保证垫片的正常生产，同时也能保证精度，所以选择第二个方案最佳。3 工艺参数计算3.1 排样方式的选择常用的垫片的排样的样式一般分为三种，第一种是有废料的排样，第二种少废料排样，最后一种是无废料排样，但是垫片的精度要求不算低，根据实际的需要可以采用有废料的排样方式。采用复合模生产的方式，垫片采用单直排样方式。为方便条料手工送进和保证垫片冲压的精度，应选用单排冲压，所以选择方案二的垫片排样方式。3.1.1 排样及搭边值的计算卸料的方式有弹性卸料板和固定卸料板，为了保证垫片的平整度，我们使用弹性卸料板，垫片的垫片厚度为1.5mm，垫片生产的过程中有一定的精度要求，所以采用有废料的排样方式，通过计算确定垫片的侧搭边值为1.35mm。3.1.2 步距的计算冲压过程中每次送料的时候，垫片进给的距离我们可以称之为步距，步距的大小计算方式，我们可以选择垫片的一个标记点，然后送一个步距后，测量相邻的垫片之间的距离是多少。这个距离就是步距的数值。步距可定义为：S=L+b (3-1)式中 S冲裁步距；L先选择送料的方向，垫片在送料方向上的最大尺寸，毛坯尺寸的最大值；b沿送进方向的搭边值在和送料方向一致的方向上，采用斜排的排样方式。有上节可知，送料方向的搭边可知b=3mm所以步距S=L+b =25mm3.1.3 毛坯尺寸的计算上图中，由于所有尺寸均为自由尺寸，没有公差限制，且垫片结构简单，不需要对垫片做复杂计算，毛坯尺寸在原有尺寸基础上稍加一点，取整即可。所以，该垫片的毛坯尺寸即为25x1.08=27mm3.1.4 材料利用率的计算材料利用率定义为：=A/BS100% (3-2)式中 材料利用率A垫片的面积，计算得：302mm2B条料宽度S冲裁步距=A/BS100%=302/(1425)100%=86.28%即 在冲压生产中，材料利用率为86.28%。3.2 计算各工序冲压力和选择冲压设备3.2.1 冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了合理地选用压床和设计模具。平刃模具冲裁时，其冲裁力F可按下式计算冲裁力公式： (3-3)式中 L冲裁刃口的周长的尺寸（mm）； 垫片的厚度（mm）; 垫片20钢的抗剪强度（）； 调整系数。主要受到模具刃口的磨损的影响，其他对这个因素有影响的因素还包括模具间隙的波动，材料力学性能等，在一般设计的过程中我们取=1.3。取b=600MPa。计算结果如下：L=l1+l2+l3 =2x+(5x+14x2)+5+tan30x3.45 72.6 F冲=72.6x1x600 =43560N3.2.2 落料力的计算 （3-4）F落=99.75x1x600 =59700N3.2.3 卸料力与推件力的计算选择什么材料、以及毛坯的厚度和种类，冲裁时候选择间隙的尺寸都会影响卸料力、推件力以及顶出力的计算，另外还要考虑润滑等因素。我们正常情况下都是通过经验公式计算，计算的时候采用以下公式计算 (3-5) (3-6) (3-7)式中冲裁力（）；、分别为卸料力、推件力、顶件力系数。该模具采用的是弹性卸料板，废料通过下方的漏料孔落下，推件力计算的时候按一次卡住12个垫片，带入数据进行计算得： (3-8)通过查表得 =0.06 =0.055所需的卸料力和推件力分别为： F卸= F落=0.06x59700=3582N F推= F冲=0.055x43560=2395.8N3.2.4 总冲压力的计算各个工位的总冲压力如下：模具总冲压力为模具各个工步的冲压力总和；F总= F冲+F落+F推+F卸 =43560+59700+2395.8+3582 =109577N所以，总的冲压力F总=109577N3.3 压力中心的计算与压力机的选择为了保证压力机和模具的正常工作。“应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线重合，否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块异轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响垫片冲压质量，降低模具寿命至损坏模具，该垫片的结构是对称的，其压力中心位于垫片轮廓的几何中心上”。通常我们按照计算冲压的力的1.3倍作为选择压力机的参考压力，本模具在冲裁过程中总的冲压力F总=109577N，可按公称压力选择压力机。初选压力机型号为J2316压力机项目J23-16公称压力压力行程滑块行程滑块行程次数封闭高度滑块调节量参数160KN5mm70mm115次/min370mm60mm滑块中心至机身距离工作台尺寸工作台孔尺寸模柄孔尺寸垫板厚度150mm前后300mm左右450mm前后110mm左右220mm直径160mm直径30m深度50mm60mm机身两立柱间距工作台至导轨距离电动机功率电动机转速电动机型号220mm150mm3KW1420r/minY132S-44 刃口尺寸计算4.1 冲裁间隙的确定根据冲压工艺学1查得表4-1，实用间隙表 4-1查得材料间隙为0.09mm-0.126mm。表4-1 冲裁模初始双边间隙值 mm材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5020钢ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙（或无间隙）0.80.91.01.21.51.752.02.11.52.753.00.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0640.0900.0900.0920.1260.1264.2 刃口尺寸的计算及依据与法则模具刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证。从生产实践中可以发现：1,）、由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。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、凹模要与冲裁垫片或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。由于模具加工和测量方法的不同，凹模与凸模的刃口部分尺寸的计算公式与制造公差标注也不同，基本上可以分为两类。1）凸模与凹模分开加工采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差（凸模p，凹模d），它适用于圆形或简单形状的垫片2）凸模与凹模配合加工“对于形状复杂或料薄的垫片，为了保证凸、凹模一定的间隙，必须采用配合加工，此方法是先做好其中的一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件为标准来加工另一件，使它们之间保持一定的间隙，因此，只在基准件上标注尺寸和制造公差，另一件只标注基本尺寸并注明配做所留间隙值，这样p与d不再受间隙限制，根据经验一般可取=4，这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙很小，而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易”。综上分析，使用第二种算法，是凸凹模的加工变的简单，降低模具的生产成本：所以采用凸凹模配合加工的方法。 （1） 凹模磨损后增大的尺寸-第一类尺寸A Aj=(Amax-x) （4-1）（2） 凹模磨损后变小的尺寸-第二类尺寸B Bj=(Bmin+x) （4-2）（3） 凹模磨损后没有增减的尺寸-第三类尺寸C Cj=(Cmin+) （4-3）其中，x为磨损系数。查表得：垫片精度IT10级以上 x=1垫片精度 IT1-IT13 x=0.75垫片精度 IT14 x=0.5该垫片的公差都是自由公差，计算的时候我们都按IT14级精度，x=0.5。5 主要零部件设计5.1 凹模设计5.1.1 凹模外形的确定凹模的形状一般和垫片冲压的材质以及厚度有关，其主要决定因素的为垫片的厚度。所以我们一般通过垫片的厚度来计算凹模的外形尺寸。凹模的外形计算的经验公式如下所示：凹模板厚度尺寸 H=Kb1 （5-1）凹模板型孔和边的距离尺寸 c1.5H （5-2）最终凹模的边长 L=b1+2c （5-3）最终凹模的宽带 B=b2+2c （5-4）式中：b1-垫片的长度方向的最大尺寸； b2-垫片的宽带方向最大外形尺寸； K-系数，主要受到垫片厚度的影响，查冲压工艺学1得表5-1。表5-1 系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表5-1得：K=0.5。根据公式（5-1）可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.540.7 =20（mm）厚度为20mm。由于是采用复合模，需要考虑计算的凹模的壁厚和厚度。垫片最小壁厚为2mm，大于倒装式复合模最小许用壁厚1.4mm,所以满足倒装复合模设计的要求，本设计采用倒装式复合模具生产。结合模具结构取整后，凹模结构图如图5-1所示：图5-1 凹模5.1.2 凹模刃口结构形式的选择该模具生产的垫片尺寸精度比较高，垫片的生产纲领为大批量生产，所以我们选择直通式的刃口最为合适。这种类型的刃口强度也十分的足够，经过修模后仍然可以很好的工作。5.1.3 凹模精度与材料的确定凹模在模具设计中是模具设计的核心垫片，而且也要靠凹模来保证垫片的精度和表面光滑度，所以它精度和表面粗糙度一定不能太低，否则会降低垫片的成品率，常用的材料我们可以使用选择Cr12，平行度一般选择0.02，内型腔的的精度为IT7级。5.2 凸模的设计5.2.1 凸模结构的确定凸模结构常见的一般分为组合式和一体式。“一体式的凸模，依靠实际的生产方式的不同，我们有分别划分为直通式和台阶式，直通式就是直径不变，台阶式可以主要用于直径较小，长度比较大的凸模上，因为该垫片冲压形状不复杂，当时直径较小，同时凸模的厚度又非常的大，所以将凸模设计台阶式的凸模，冲孔和切边凸模与上固定的配合我们通常情况下按H7/m6”。5.2.2 凸模高度的确定该垫片冲压虽然不复杂，但是高度比较大，所以冲孔凸模的高度也较大，所以设计的时候，将凸模设计成台阶式的凸模。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模、橡胶高度的总和，如图5-2所示。图5-2 凸模高度尺寸凸模高度为：L=h1+h2+H (5-5)式中: h1-凸模固定板厚度，可得：h1=32mm； h2-其他厚度（含橡胶或弹簧的高度），可得：17mm，。 H-附加长度。附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度，选择1.0mm。由公式(5-5)得： L=20+17+1.0=38(mm)5.2.3 凸模材料的确定“本模具需要有比较高的耐磨性和较长的寿命，并且在冲压过程中，要持续的受到冲压力，所以我们需要选择强度和韧性都比较好的材料。所以我们选择Cr12，能很好的满足垫片生产的需要，模具材料热处理为HRC5862HRC”。5.2.4 凸模精度的确定凸模作为工作垫片，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um。5.3 卸料板的设计5.3.1 卸料板外型设计在模具设计过程中，通过分析计算，选择弹性卸料结构，弹性卸料板不仅具有卸料作用，同时也完成了凸模导向，尤其是模具设计过程中，冲头直径较小，但也更高，因此采用弹性卸料更好的。推板的边界的边缘的形状和大小相同的凹模。 卸料板与凸凹模的间隙值取0.25mm。卸料板一般情况下设计应该结合凹模的尺寸大小，长宽和凹模的的长宽一样，厚度选择为20mm，根据凹模的尺寸，从而可以确定卸料板的尺寸125mm80mm20mm。5.3.2 卸料板整体精度的确定外轮廓精度要求推板不高，所以使用IT14级，表面粗糙度Ra3.2；和内轮廓精度的要求要高于要求的外轮廓，因此使用IT11级，表面粗糙度为Ra1.6；螺钉孔和销，导向销定位功能，所以IT7级精度要求高，表面粗糙度Ra3.2。5.4 固定板的设计凸模固定板主要是固定冲头，保证凸模的强度，不会在工作过程中折断。凸模和凸模固定板有固定的配合，选择合适的配合可以更好的提高模具的寿命。我们选择H7/m6的配合。则凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （5-6）式中：H凸固-凸模固定板厚度； H凹-凹模厚度。根据公式（5-6）得凸模固定板厚度为：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）30 =1824（mm） 根据模具需要选择凸模固定板厚度20mm。 5.5 垫板的设计参考模具的凹模的尺寸，选择垫板厚度为6mm，选择焊片尺寸为125mm80 mm6mm。图5-7 垫板5.6 上下模座、模柄的选用5.6.1 上下模座的选用模具采用后侧导柱模架，导向比较平稳，而且由于垫片属于寸大批量的生产，所以采用后侧导柱模架比较合理。模具和导柱具体尺寸规格如下表5-2所示。表5-2 模架组合名 称数 量材 料规 格标 准上模座1142mmx130mmx25mm下模架1189mmx142mmx30mm导 柱112020mmx140mm导 套112032mmx50mm图5-8 上模座图59 下模座5.6.2 模柄的选用本次设计采用复合模生产，使用凸缘式模柄比较合适。设计模柄的原则，除了和压力机的直径相同，并且必须确保长度不能超过冲床滑块内的孔的深度。依据压力我选择直径为30mm的模柄。国标型号：A40 JB/T7646.3-19945.7 模具工作过程“模具工作时，第一次送料，依靠挡料销定位，上模继续下行，凸模与凹模完成冲孔，同时在落料模和凹模的作用下完成落料，完成之后，冲孔的废料通过下模的废料孔落下，垫片留在凹模中，然后通过落料孔落下,前两次采用活动挡料销，以后的每次送料都有固定挡料销定位，并依靠导料卸料板完成导向作用”。6 其他零部件的设计与选用6.1 卸料螺钉根据模具的需要选择d=6mm，长度l=65mm的圆柱头内六角卸料螺钉卸料螺钉：M6x65mm 材料 45钢 JB/T 7650.694 热处理：硬度3540HRC6.2 挡料销定位垫片分两类：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步距。在本套模具中，导料装置和挡料装置均采用销钉的形式，共四个，其中两个作为导料销压装在凹模板的一侧，另外一个作为挡料销压装在凹模板上与送料方面一致的前方，尺寸为2x7mm, 材料45钢 JB/T 7649.1094 硬度4348HRC。6.3 弹簧的选用和计算模具用的碟形弹簧组装方法如图8-2所示。材料为20钢、60Si2Mn等低碳钢，一般用常压方法制成，经淬火热处理硬度为HRC48-52。中心杆材料一般为45钢制造，需淬火处理。图6-1 弹簧的组装方法（1）计算弹簧的顶压力Py Py=Pzn=3582N （6-2）式中Py弹簧的顶件力，NPz弹簧承担的工艺力，如卸料力或推件力等，NPz=4792Nn弹簧的个数，n=4个（2）选弹簧，确定弹簧最大工作极限负荷P2，可根据有关手册选择适当弹簧，使，并记录该弹簧的参数，根据弹簧极限压缩量F2作弹簧的特性曲线。6.4 橡胶的选用橡胶是冲模中常用的弹性原件，其负荷比弹簧大，安装调整也很方便。卸料、顶件装置常用硬橡胶，拉压多选用软橡胶。选用普通橡胶时要注意防油，橡胶周围应有适当的空间使橡胶受力后能自由变形。相应的尺寸查GB/T 2867.981可得。图6-2 橡胶的固定方式6.5 推件、顶件装置结构6.5.1 推件装置的结构用的是倒装复合模，采用的是刚性推件装置将垫片推出，推件装置在上模内，通过冲床滑块内的打料杆机构完成推件工作。结构图由图6-3所示。推板的形状要根据被推下的垫片的形状，并应考虑推力均衡分布和尽量减少对模柄和模座强度的削弱的原则来设计。图6-3 推件装置（1）用于倒装复合模中的推件，上模向上时，推杆1通过推板2经推杆3推出推件块4，从而推出垫片。（2）推板设在上模座内，结构紧凑，但削弱了上模座的强度。（3）适合用于推杆与凸模轴线重合的场合。6.5.2 推件块或顶件块与凸、凹模的配合（1）冲裁
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