毕业设计（论文）-窗帘连接片冲压模具设计【含全套CAD设计图纸】

1、窗帘连接片冲压模具设计毕业设计窗帘连接片冲压模具设计系 部 现代制造工程系 2021年9月20日 窗帘连接片冲压模具设计摘 要模具是工业产品中生产的重要工艺装备，模具由于其加工效率高，互换性好，节省原材料，所以得到广泛的应用。本文对连接片冲压模具进行了分析，根据毛坯的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的全部结构，采用倒装式复合模冲压，工艺分析结束后，进行主要参数的设计，包括凸、凹模以及凸凹模刃口以及毛坯尺寸的计算，接着是主要零部件的设计和选取，然后选取冲压设备，最后进行压力机的校核，绘制连接板倒装复合模的零件图和装配图。关键词：冲压模具；连接板；倒装复合模；凸模；凹模目 录

2、TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc368041719 1 绪论1 HYPERLINK l _Toc368041720 2 冲压件工艺分析 PAGEREF _Toc368041720 h 2 HYPERLINK l _Toc368041721 2.1 材料分析 PAGEREF _Toc368041721 h 2 HYPERLINK l _Toc368041722 2.2 零件结构 PAGEREF _Toc368041722 h 2 HYPERLINK l _Toc368041723 2.3 尺寸精度 PAGEREF _Toc368041723 h 3 HYPERLI

3、NK l _Toc368041724 3 冲裁方案确实定 PAGEREF _Toc368041724 h 4 HYPERLINK l _Toc368041725 冲裁工艺方案确实定 PAGEREF _Toc368041725 h 4 HYPERLINK l _Toc368041726 3.2 冲裁工艺方法的选择 PAGEREF _Toc368041726 h 4 HYPERLINK l _Toc368041727 3.3 冲裁结构的选取 PAGEREF _Toc368041727 h 5 HYPERLINK l _Toc368041728 4 模具总体结构确实定6 HYPERLINK l _T

4、oc368041729 4.1 模具类型的选择6 HYPERLINK l _Toc368041730 4.2 送料方式的选择6 HYPERLINK l _Toc368041731 4.3 定位方式的选择6 HYPERLINK l _Toc368041732 4.4 卸料、出件方式的选择6 HYPERLINK l _Toc368041733 4.5 导向方式的选择6 HYPERLINK l _Toc368041734 5 工艺参数计算8 HYPERLINK l _Toc368041735 5.1 排样方式的选择8 HYPERLINK l _Toc368041736 5.1.1 搭边值确实定9 H

5、YPERLINK l _Toc368041737 材料利用率的计算10 HYPERLINK l _Toc368041738 5.2 冲压力的计算11 HYPERLINK l _Toc368041739 5.2.1 总冲裁力的计算12 HYPERLINK l _Toc368041740 5.2.2 卸料力、推件力的计算13 HYPERLINK l _Toc368041781 5.2.3 初选压力机14 HYPERLINK l _Toc368041786 5.2.4 压力中心确实定15 HYPERLINK l _Toc368041787 6 刃口尺寸计算16 HYPERLINK l _Toc368

6、041788 6.1 冲裁间隙确实定16 HYPERLINK l _Toc368041789 6.2 刃口尺寸的计算及依据与法那么17 HYPERLINK l _Toc368041790 7 主要零部件设计21 HYPERLINK l _Toc368041791 7.1 凹模设计21 HYPERLINK l _Toc368041793 凹模刃口结构形式的选择21 HYPERLINK l _Toc368041793 7.1.2 凹模刃口结构形式的选择21 HYPERLINK l _Toc368041795 7.1.3 凹模精度与材料确实定21 HYPERLINK l _Toc368041801

7、7.2 凸模的设计24 HYPERLINK l _Toc368041802 7.2.1 凸模结构确实定24 HYPERLINK l _Toc368041803 7.2.2 凸模材料确实定24 HYPERLINK l _Toc368041805 7.2.3 凸模精度确实定24 HYPERLINK l _Toc368041807 7.2.4 凸模高度确实定24 HYPERLINK l _Toc368041808 7.3 凸凹模设计25 HYPERLINK l _Toc368041809 7.3.1 凸凹模外形确实定25 HYPERLINK l _Toc368041810 7.3.2 凸凹模材料的选

8、取25 HYPERLINK l _Toc368041811 7.3.3 凸凹模精度确实定25 HYPERLINK l _Toc368041812 7.3.4 凸凹模壁厚确实定25 HYPERLINK l _Toc368041813 凸凹模洞口类型的选取27 HYPERLINK l _Toc368041814 7.3.6 凸凹模尺寸的设计28 HYPERLINK l _Toc368041815 7.4 定位零件的选用28 HYPERLINK l _Toc368041816 7.5 卸料装置的选定28 HYPERLINK l _Toc368041817 7.5.1 卸料装置的选用28 HYPERL

9、INK l _Toc368041818 7.5.2 卸料螺钉的选用29 HYPERLINK l _Toc368041820 卸料板外 型设计29 HYPERLINK l _Toc368041821 卸料板材料的选择29 HYPERLINK l _Toc368041822 卸料板的结构设计29 HYPERLINK l _Toc368041823 7.5.6 卸料板整体精度确实定29 HYPERLINK l _Toc368041824 7.5.7 卸料橡胶的选用31 HYPERLINK l _Toc368041825 7.6 推件装置的选定31 HYPERLINK l _Toc368041826

10、7.6.1 推件块的选用32 HYPERLINK l _Toc368041827 7.6.2 推板的选用33 HYPERLINK l _Toc368041828 推杆的设计33 HYPERLINK l _Toc368041829 7.7 上下模座的选用33 HYPERLINK l _Toc368041832 螺钉与销钉的选用33 HYPERLINK l _Toc368041833 7.8.2 模柄的选用34 HYPERLINK l _Toc368041834 7.8.3 凸模固定板的设计34 HYPERLINK l _Toc368041835 7.8.4 凸凹模固定板的设计35 HYPERLI

11、NK l _Toc368041836 7.8.5 垫板的设计36 HYPERLINK l _Toc368041837 8 冲压设备的校核与选定37 HYPERLINK l _Toc368041838 8.1 冲压设备的校核37 HYPERLINK l _Toc368041839 8.2 冲压设备的选用37 HYPERLINK l _Toc368041840 9 压力机的选择38 HYPERLINK l _Toc368041841 10 模具结构简述39 HYPERLINK l _Toc368041842 结论40 HYPERLINK l _Toc368041842 致谢41 HYPERLINK

12、 l _Toc368041843 参考文献421 绪论模具是现代工业生产中重要的工艺装备之一，在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷等生产行业中得到广泛的应用。冲压成形也成为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、本钱低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高的特点，是一种其他加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航天航空、国防工业和日常生活的生产中。模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益

13、的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助与计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计与优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产本钱和提高产品质量已成为模具界的共识。模具CAD/CAE/CAM在近20年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进入本世纪以来，模具CAD/CAE/CAM技术开展速度更快，应用范围更广。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产效率、使用寿命。还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚模具的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具根底知识和应用是

14、设计者进行模具设计的前提。连接板是冲压生产的一个典型零件，常用于农业机械方面，具有很强的实用性，其模具设计有一定的实用价值。对于该制件利用先进的模具生产提高生产效益、保证产品质量、节约本钱，从而取得较高的经济效益。本设计涉及的知识面广，综合性强，在稳固大学所学的知识的同时，对于提高设计者的创新能力、协调能力，开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台。2 冲压件工艺分析工件名称：连接板生产批量：大批材 料：10钢材料厚度：2mm未注公差：IT14图2-1 连接片零件简图 材料分析表2-1 局部碳素钢抗剪性能材料名称牌号材料状态抗剪强度Mpa抗拉强度Mpa屈服点Mpa伸长率%碳素结构钢10已退

15、火260340290430210261527038033547023025由上表2-1可知：10钢是碳素结构钢，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，无尖角，对冲裁加工较为有利零件结构简单，对冲裁加工较为有利。孔的最小尺寸为8mm，满足冲裁最小孔径dmin=2mm的要求。最小壁厚大于5mm满足许用壁厚要求两孔之间，大孔与小孔之间、孔与矩长方形之间、孔与边缘之间的壁厚，零件的结构满足冲裁要求。2.3 尺寸精度该零件由公差等级表查得：其孔的公差要求都属IT11，所以普通冲裁可以到达零件的精度要求。对于未注公差尺寸，属于自由尺寸，

16、按IT12查表2-1得到：80、R10。通过查公差等级表，该零件冲裁工艺性能较好，能够满足普通冲裁零件精度要求。表2-1 标准公差数值(摘自GB/-1998)公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14根本尺寸/mm/m/mm33661010181830305050808012012018018025025031531540040050034456781012141618204568911131518202325276899131619222529323640101215182125303540465257631418222733394654637281

17、8997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604003 冲裁方案确实定3.1 冲裁工艺方案确实定在冲裁工艺分析和技术经济分析的根底上，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。方案一：先落料，后冲孔。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。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具

18、的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。方案三：级进冲裁是把冲裁件的假设干个冲压工序，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拟工程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，只能在单机上实现局部机械操作容易，尤其适应于单机

19、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的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根据分析结合表3-1得出结论：方案一：模具结构简单，但需两道工序两副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方案二：只需一副模具，冲压的形状精度和尺寸容易保证且生产效率也高，尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造难度较小。方案三：只需一副模具，生产效率很高，但零件的冲裁精度稍差。欲保证冲压件的形状精度，需要在模具上设置导正销

20、导正，故模具制造、安装较复合模具复杂。通过对上述三种方案的分析比拟，该零件的冲压生产采用方案二为佳。 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、缺点及适用范围比拟工程正装(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

21、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。4 模具总体结构确实定4.1 模具类型的选择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

22、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确实定，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0.20.5t。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，此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主

23、要用于卸料力较大，材料厚度大于2mm的材料。弹性卸料具有卸料与压料的双重作用，主要用在冲料厚在2mm及以下厚度的板料，卸料板与凸模之间的单边间隙选择t，假设弹性卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙性小于冲裁间隙，常用作落料模、冲孔模、病症复合模的卸料装置。由于有压料作用，冲裁件比拟平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力不大，由于弹性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状态，且弹性卸料板对工件施加的柔性力，不会损伤工件外表，故可采用弹性卸料。4.5 导向方式的选择方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压

24、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：采用后侧式导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比拟方便。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对模具使用寿命有一定影响。方案三：采用四导柱模架。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及大量生产用的自动冲压模架。方案四：采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。只能一个方向送料。a中间导柱 b后侧导柱 c对角导柱 d四导柱1-下模座 2-导柱 3-导套 4-上模座图4-1 导柱模架根据以上方案比拟并结

25、合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。即方案二最正确。5 工艺参数计算5.1 排样方式的选择冲裁件在板料、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。排样的方法有：直排、斜排、对直排、混合排 ，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此有以下三种方案：方案一：有废料排样。沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在搭边废料冲件尺寸完全由冲模来保

26、证，因此精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样。因受剪裁条料质量和定位误差的影响。其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命。但材料利用率稍高,冲模结构简单。方案三：无废料排样。冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件，但对材料利用率最高。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但受条料宽度误差及条料导向误差的影响，冲裁件的尺寸精度不易保证，故应采用方案一。分析零件形状，应采用单纵排的排样方式，零件可能的排样方式有图5-1和图5-2所示两种。图5-1 横排示意图图5-2

27、 纵排示意图 搭边值确实定排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切外表质量。一般来说，搭边值是由经验和查表来确定的，该制件的搭边值采用查表取得。如表5-1所示：根据此表和工件外形可知L50mm，可确定搭边值a和a1，a取，a1取，较为合理。表5-1 搭边a和a1数值低碳钢 mm材料厚度t矩形件边长L50mm或圆角r2t的工件工件间a1沿边a5搭边的作用是补偿定位误差，保证条料有一定的刚度，同时保证零件质量和送料方便。根据模具的结构不同，可分为有侧压装置的

28、模具和无侧压装置的模具，侧压装置的作用是用于压紧送进模具的条料从料带侧面压紧，使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。本套模具无导料板为无侧压装置。故按下式计算： (5-1式中： B-条料宽度； Dmax-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸； a-冲裁件之间的搭边值；可参考表5-1； -条料宽度的单向负向偏差，见表5-2； C-导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见表5-3。 表5-2 剪料公差及条料与导料板之间隙 mm条料宽度B/mm材料厚度t/mm011223355050100100150150220220300 表5-3 有侧压装置和无侧压装置对照表 mm材料厚度tmm无侧压装置有侧压装置

29、条料宽度Bmm1001002002003000.14铝及铝合金紫铜、黄铜由于K推根据公式(5-5得：推件力 =2/ 由于K卸带入公式(5-6得：卸料力 =0.045 =1N5.2.3 初选压力机 =17667.02028 +14454.8532+压力机可分为机械式和液压式，机械式分为摩擦压力机、曲柄压力机、高速冲床，液压式分为油压机、水压机，而在生产中一般常选用曲柄压力机，曲柄压力机分有开式和闭式两种，开式机身形状似英文字母C，其机身前端及左右均敞开，操作可见大，但机身刚度差，压力机在工作负荷作用下会产生变形，一般压力机吨位不超过2000KW。闭式机左右两侧封闭，操作不方便，但机身刚度好，压力

30、机精度高。考虑到经济性能、加工要求和操作方便在此选开式压力机。根据以上计算数值，查下表5-6初选压力机为J23-40型压力机。表5-6 J23系列开式可倾压力机主要技术参数型号J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40公称压力/kN100160250350400滑块行程/mm455565100100最大闭合高度/mm180220270290330闭合高度调节/mm3545556065滑块中心线至床身距离/mm130160200200250滑块底面尺寸/mm前后150180220220260左右170200250250300工作台板厚度/mm35405029065模柄孔尺寸/m

31、m直径3040404050深度35606060705.2.4 压力中心确实定模具压力中心是指冲压时诸冲压合力的作用点的位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否者，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。图5-3 压力中心图冲模的压力中心，可按下述原那么来确定： 1对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心；2工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合； 3形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。因为该零件的

32、左右、上下均对称，所以该零件的对称中心就是该零件的压力中心，并且在柄投影范围内，设计合理。压力中心如图O点所示,如图5-3所示。6 刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，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 冲裁间隙确实定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

33、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正确、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，其总的原那么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，使模具寿命到达最长。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植。根据

34、实用间隙表6-1查得材料10钢的最小双面间隙Zmin=0.246mm，最大双面间隙Zmax=0.360mm。 表6-1 冲裁模初始双边间隙值 mm材料厚度 08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于极小间隙(或无间隙606.2 刃口尺寸的计算及依据与法那么在确定冲模凸模和凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原那么：1根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲孔以凹模为基准件，用增大凹模尺寸来保证合理间隙；2根据凸、凹模

35、刃口的磨损规律，凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的根本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后使冲孔件孔径减小，故应使刃口尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸；3凸模和凹模之间应保证有合理的间隙；4凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应。制造模具时常用以下两种方法来保证合理间隙： 1分别加工法。分别规定凸模与凹模的尺寸和公差的尺寸及制造公差来保证间隙要求。凸模与凹模分别加工，成批制造，可以互换。这种加工方法必须把模具的制造公差控制在间隙的变动范围之内，使模具制造难度增加。这种方法主要用于冲裁形状简单、间隙较大的模具或用精密设备加工凸模和凹模的模具；2单配加工法。用凸模和凹

36、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。根据上述计算法那么，对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系：所以，新制造的模具应该保证，否那么，模具的初始间隙已超过了允许的变动范围ZminZmax，影响模具使用寿命。本套模具采用分别加工法进行加工。 分开加工时计算公式如下：落料 (6-1 (6-2 冲孔 (6-3 (6-4孔心距 (6-5式中： D凸、D凹-分别为落料凹模和凸模的根本尺寸； d凸、d凹-分别为冲孔凹模和凸模的根本尺寸； D

37、max-落料件的最大极限尺寸； dmin -冲孔件的最小极限尺寸； L、Ld-工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸； -冲裁件公差； x-磨损系数； 凸、凹-分别为凹模和凸模的制造公差，凸模偏差取值负，凹模偏差正。由上表6-1可得：Zmin=0.246mm ZmaxZmax-Zmin 1对落料件尺寸400的凹、凸模偏差值查下表6-2得：凸mm 凹mm 根据条件 那么 + 所以，满足分别加工条件。 2对冲孔尺寸8+0的凸、凹模偏差查表6-2得：凸=-mm 凹mm 根据条件 那么 +0.020mmmmmm 所以，满足分别加工条件。 3对冲孔件尺寸20+0的凸、凹模偏差查表6-2得：凸=-mm 凹mm

38、根据条件 那么 0.020+0.025mmmm1830308080120-+180260260360360500500-+ 表6-3 磨损系数 mm材料厚度工件公差11224413365050100100200200 查表7-1得：。根据公式7-1可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度： 120 =24mm根据公式7-2可计算凹模边壁厚： =224 =3648mm取凹模边壁厚为40mm。根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板的长、宽的尺寸。根据公式7-3可计算凹模长： =80+240 =160mm根据公式7-4可计算凹模宽： =40+240 =120mm 即：LBH=160mm120mm24mm。查表7-

39、2得凹模尺寸为：160mm125mm25mm。 表7-2 矩形和圆形凹模外形尺寸 mm矩形凹模的长度和宽度LB矩形和圆形凹模厚度圆形凹模直径d6350、6363 10、12、14、16、18、20638063、8080、10063、10080、100100、12580 12、14、16、18、20、2280、100125100、125125、14080、140100 14、16、18、20、22、25125140125、140140、160100、160125、160140、200100、200125 16、18、20、22、25、28140160160、200140、200160、20012

40、5、250140 16、20、22、25、28、32160200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35200 凹模外形简图如图7-2所示：图7-2 凹模简图7.2 凸模的设计7.2.1 凸模结构确实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，台阶式凸模工作局部和固定局部的形状做成一样，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。7.2.2 凸模材料确实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Cr12M

41、oV，热处理5862HRC。7.2.3 凸模精度确实定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，外表粗糙度为Ra1.6m，同轴度为0.02。7.2.4 凸模高度确实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。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模与附加长度的总和，如图7-3所示。图7-3 凸模高度尺寸 凸模高度为： (7-5 式中： h10.8H2； h2-凹模厚度； 12-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。由于h1=16mm；h2=25mm；附加长度1mm，带入公式(7-5得： L=16+25+1=42

42、mm由以上可得凸模简图如图7-4所示：图7-4 凸模简图7.3 凸凹模设计.1 凸凹模外形确实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。Cr12MoV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Cr12MoV钢,热处理5862HRC。7.3.

43、3 凸凹模精度确实定零件精度：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,外表粗糙度同轴度。7.3.4 凸凹模壁厚确实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，假设内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，那么内孔积存废料，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

44、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/mm最小壁厚mm材料厚t/mm最小壁厚mm10凸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mm，该壁厚选择为mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为6mm，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7-5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，刃磨后工作局部尺寸不变，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

45、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a型洞口。(a直通式 (b直通式 (c直通式 (d锥筒式 (e锥形式图7-5 凸凹模洞口的类型7.3.6 凸凹模尺寸的设计 凸凹模高度尺寸如图7-6所示，计算公式如下： 7-6式中： h-增加长度包括凸模进入凸凹模深度，弹性元件安装高度等； h1-凸凹模固定板厚度； h2-弹性卸料板厚度； h3-凸凹模板厚度。图7-6 凸凹模高度尺寸根据公式7-6凸凹模高度： =2+18+1

46、8+16=54mm综上所述，结合总体设计中对零件图样的设计，最终确定零件尺寸：96mm56mm54mm。凸凹模简图如图7-7所示：图7-7 凸凹模简图7.4 定位零件的选用 设计挡料销时，应注意以下几点： 1工件外形简单时，应以外形定位，外形复杂时以内孔定位；2定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，确保操作平安；3假设工件需要经过几道工序完成时，各套冲模应尽可能利用工件上同一位基准，防止累积误差。 在此选用机械行业标准GB/-94中的A型挡料销，作为该模具中的挡料销和导料销。 选取该模具的挡料销和导料销的直径d6mm的A型固定挡料销。7.5 卸料装置的选定7.5.1 卸料装置的选用 弹性卸料装

47、置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。如图7-8所示：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，凸模与固定板以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，以便顺利卸料。弹性卸料装置简图如图7-8所示：1-卸料板；2-弹性元件；3-卸料螺钉图7-8 弹压卸料装置简图7.5.2 卸料螺钉的选用根据复合模具典型组合尺寸查得卸料螺钉选择为：圆柱头卸料螺钉M1075mm JB/。.3 卸料板外型设计在冲压工艺分析中已经选择了弹性卸料装置，采用卸料板进行卸料。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

48、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。7.5.4 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。7.5.5 卸料板的结构设计卸料板与凸凹模应该是间隙配合，要保证单边间隙为。表7-4 卸料板与凸凹模间隙值材料厚度t/mm1单边间隙Z/mm 根据查表7-4得，卸料板与凸凹模间隙符合条件。 本套模具采用了一个挡料销和两个导料销进行条料的定位和导料。根据条料的宽和搭边值

49、2mm确定挡料销和导料销的位置，两个导料销之间的距离为20mm。模具采用的是弹压卸料板、橡胶和卸料螺钉进行卸料。两个卸料螺钉对称分布，使每个卸料螺钉受力均匀。7.5.6 卸料板整体精度确实定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选取IT14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，所以选取IT11级，粗糙度为Ra1.6；两个螺纹孔和挡料销、导料销有定位的作用，所以精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为Ra3.2。7.5.7 卸料橡胶的选用在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑模具的结构，该模具采用的弹性元件为橡胶。橡胶允许承受的负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较

50、方便灵活，而且本钱低，是中小型冲模中弹性卸料、顶件及压边装置常用的弹性元件。 卸料橡胶的选用与计算步骤： 1确定自由高度H自 7-7式中： L工-冲模的工作行程； h修模-预留的修模量。由于L工=t+1；h修模取46 mm，带入公式7-7得： =3/+46 =1012+46 =1418=18mm2确定L预和H装 7-8式中： L预-橡胶的预压缩量。 根据公式7-8得： L预0.1518 =2.0mm 7-9式中： H装-冲模装配好以后橡胶的高度。根据公式7-9得： =18-2 =16mm 3确定橡胶橫截面积A (7-10式中： F-所需的弹压力； g-橡胶在预压缩状态下的单位压力。 由于；，带

51、入公式7-10得： / 2综上所述，结合卸料板的厚度查表7-5，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸160mm125mm25mm，从而可以确定卸料板的尺寸。查表7-5，卸料板的厚度为10mm。表7-5 固定卸料板厚度2006681012681012143810121416 卸料板简图如图7-9所示：图7-9 卸料板简图7.6 推件装置的选定7.6.1 推件块的选用 推件的目的是将制件从凹模中推出。推件块结构形式分为： 1弹性推件装置：一般装在下模，具有压料作用，冲裁件质量好；但推件力较小。常用于正装式复合模或冲裁薄板料的落料模中； 2刚性推件装置：一般装在上模，利用压力机的力推件，因此推

52、件力大，推件可靠；但不具有压料作用。常用于倒装式复合模中。根据本副模具要求，所以采用刚性推件装置。确定推件块的材料为45钢，冲孔凸模与推件块的单边间隙确定为，保证冲孔凸模能正常运动。推件块简图如图7-10所示：图7-10 推件块简图 推板的选用根据零件尺寸和自身模具设计加上参照书本标准，最终我们选取推板的尺寸为：90 mm40 mm9 mm。推板材料的选择：采用45钢作为原材料，热处理硬度4348HRC。根据以上确定推板的结构尺寸如图7-11所示：图7-11 推板简图7.6.3 推杆的设计根据上模座、凸模固定板、以及凹模尺寸。我们设计选取的推杆尺寸如下：D=6mm，L=30mm。推杆材料的选择

53、：用的材料是45钢，热处理硬度4348HRC。根据以上确定推杆零件简图如图7-12所示：图7-12 推杆简图7.7 上下模座的选用本模具采用后侧导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。后侧导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时闭合状态，导柱上端面与上模座顶面的距离5mm。而下模座底面与导柱底面的距离为14mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用H7/r6的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用H7/r6的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/r6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳深度，淬硬5

54、862HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：A28h615028 GB/ 导套：A38H68038 GB/模座的的尺寸L/mmB/mm160mm125mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准分别为40mm、50mm。7.8 连接及固定零件的选用冲模中广泛使用内六角螺钉紧固可靠、螺钉头部不外露和圆柱销钉。中、小型模具通用M6M12的螺钉和420的销钉。一起使用时，销钉公称直径可取与螺钉的螺纹规格数值相同或小一个规格。根据上模座、垫板、凸模固定板和凹模采用4个M1075mm的螺钉固定，凸凹模固定板和下模座采用4个M1050mm的螺钉固定，模柄与上模座采用4个M840mm的螺钉固定，螺钉分布对称，

55、使紧固零件受力均匀。冲模上的螺钉常用圆柱头内六角螺钉GB/T70-1985。销钉起定位作用，防止零件之间发生错移，其本身承受切应力。销钉采用两个，多用圆柱销GB/T119-2000与零件上的销孔采用过渡配合，上模座、凸模固定板、垫板和凹模采用1050mm的定位销钉，凸凹模固定板与下模座采用1070mm的定位销钉。7.8.2 模柄的选用模柄的作用是将上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：1整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具；2带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具；3带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，拧入防转螺钉紧

56、固，垂直度较差，主要用于小型模具；4有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大是模具；5浮动式模柄，它由模柄、球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的紧密冲裁。根据本模具结构，采用带台阶的凸缘式模柄。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。综合以上，本模具模柄选用：A32JB/-1994。7.8.3 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。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的倍

57、。那么凸模固定板的厚度： 7-11式中： H凸固-凸模固定板厚度；H凹-凹模厚度。 根据公式7-11得凸模固定板厚度为： =H凹 =25 = 1520mm 凸模固定板厚度取16mm。凸模固定板简图如图7-13所示：图7-13 凸模固定板简图7.8.4 凸凹模固定板的设计凸凹模固定板主要是固定凸凹模，保证凸凹模有足够的强度，使凸凹模与卸料版，下模座，垫板更好的定位。凸凹模与凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的倍。那么凸凹模固定板的厚度为： 7-12式中： H凸凹固-凸凹模固定板厚度；H凹-凹模厚度。根据公式7-12得凸凹模固定板厚度为： =H凹=25 =1520mm凸凹模固定板厚度取20mm。凸凹模固定板简图如图7-14所示：图7-14 凸凹模固定板简图7.8.5 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，需在凸模端部与上模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板外形尺寸可与凸模固定板相同，其厚度一般取310mm，查参考文献中国模具设计大典：第3卷冲压模具设计-17JB/-1994，可得垫板尺寸为160mm125 mm6mm。