变压器铁芯片级进模设计

绪论研究背景模具在工业加工生产中和日常生活中扮演着重要的角色，它以效率高、寿命长、加工质量高、质量波动小等优势被广泛应用。我国模具起步较晚，刚开始就是作为生产制造企业的附属企业存在的，发展不成体系，没有清晰的管理经验，生产工序之间没有一个成文的规范性文件。生产企业少，商品流通低，行业发展是被限制的。随着改革开放的春风，人民对物质生活精神生活需求的增加，国外技术的引进，产业的升级，国内企业的重视，我国逐渐成为世界上有名的模具制造大国和贸易大国。国家统计局数据显示，2014年模具出口额为49.1亿美元，2018年属于为55.6亿美元，年复合增长率达2%.国家统计局发布的模具行业销售收入额来看。2017年为2663亿元，2018为2555亿元，2019年为2608亿元，2020年降至2766亿元，2021年增张到3034.81亿元,。从这些数据能得到2017-2021的模具规模总体是上涨趋势的。这几年由于受全球疫情的影响，2020的模具市场规模比往年有所回落，由于目前疫情已经得到有效遏制，之前受到疫情影响的行业也开始全面恢复，模具制造行业的发展也会有很大的上升空间。2023年有望突破3000亿元大关经过几十年的发展，模具行业有了很厚实的经验积累，生产的模具也被应用到下游的各类行业中去。并且随着下游消费者需求的日益增多和改变，激励上游生产行业逐步开始像智能化，数字化，系统化，个性化，轻量化方向发展。进入21世纪以来，我国模具行业飞速发展，已经可以生产加工出中、高档模具，应用于我们的加工生产，甚至一些高档模具，也在不断出口一些国家，这些成绩都离不开我们技术性研发人才的辛勤奋斗。REF_Ref15100\r\h[1]虽然国内的模具发展迅速，但是对于一些超高精度、大型模具，我们依旧需要从德国、美国等一些国家进口，因此于其他国家相比，我们依旧有一定的差距，需要我们不断的去优化，去解决。我国模具制造与国外相比的落后之处主要表现为以下几方面。冲压概述以及发展趋势近年来，随着工业的高速发展，环境污染与石油短缺问题日益加剧，促使新能源汽车市场迅速崛起，保有量快速增长，电机电池等各冲压配件的需求量随之增长。冲压件一般具有一致性优、互换性好、单价低、效率高、易于实现机械化与自动化等优点。冲压模具中的级进模由于生产效率高、操作简单，是制件大批量生产的首选模具形式，受到各制造企业的重视。随着综合国力的增强，国家经济的腾飞，人们需求的增长，促进模具行业进一步发展，可以说模具在工业发展和人民的生活中都有举足轻重作用。有以下发展趋势：第一个信息化，数字化的趋势。这主要是互联网时代的到来，计算机软件在模具中被广泛应用，数字化技术和信息化技术能够被实现，并且在弥补自身生产经验欠缺的方面助力较大，还可以需要迅速提高技术水平。第二个是生产加工标准化，自动化的趋势。也得益于计算机的普及，能有效缩短模具的生产周期，降低成本同时还能提高质量。第三个是模具开始朝着大型化和精密化的方向发展。基于需求开发的一模多腔使得模具大型化得以实现，医学和计算机的发展使得一些微型精密的零件需求日益增多。第四行业集中度提高，会出现少数企业引领行业标准。目前大都是中小企业居多，但集中度不高，对着下游高端应用的持续增加，一些实力强大的领先企业开始在维持现有客户的基础上不断投入研发，进行产线升级，提供一站式服务，扩大自己的市场范围，在这一过程中那些水平不高，研发能力差的企业将被大批淘汰，市场份额逐渐像实力好的企业倾斜并进一步扩大它本来的市场占有率，最终实现优势企业的集中化的局面。钣金工艺工艺和模具总体设计设计任务根据所给的冲压零件得知，厚度0.35mm，材料硅钢片，精度要求一般按IT14。需满足批量生产要求。图STYLEREF1\s2.SEQ图\*ARABIC\s11变压器铁芯片冲压工艺性分析结构形状分析工件有落料冲孔2个工序。工件的内部有2个圆孔，直径4mm.孔距离边缘较近为4mm，外形是一个山形，最大宽度45.5mm，长度67mm，中间一竖宽度为19mm长度为33.5mm，边缘俩竖宽度为12mm。工件尺寸合理，工序不多，便于冲裁。难度一般。REF_Ref15639\r\h[2]尺寸精度与表面粗糙度分析冲压件的的经济精度不高于IT11,如果是落料件最好是不高于IT10，而冲孔件的精度不易低于IT9。本次根据任务书要求，工件的尺寸精度按IT14精度等级计算，实际加工相比于理论设计会存在误差，而精度等级则反应了工件允许无擦的大小，精度等级越高，工件要求越精密，误差就要越小，而影响精度的最大因素就是凸模、凹模、凸凹模主要零件的尺寸，对于凸模，由于磨损尺寸会逐渐变小，对于凹模，由于磨损尺寸会逐渐变大，为了减小之一方面的影响，因此需要对工作零件的尺寸进行计算。REF_Ref15698\r\h[3]表STYLEREF1\s2.SEQ表格\*ARABIC\s11部分标准公差值（GB/T1800.3—1998）(mm)基本尺寸/mm标准公差等级IT1IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14大于至ummm—30.81.2234610142540600.080.140.253611.52.545812183048750.120.180.361011.52.546915223658900.150.220.3610181.2235811182743701100.180.270.4318301.52.546913213352841300.210.330.5230501.52.54711162539621001600.250.390.625080235813193046741201900.30.460.74801202.5461015223554871402200.350.540.871201803.55812182540631001602500.40.6311802504.571014202946721151852900.460.721.15250315681216233252811302103200.520.811.3材料分析冲压模具材料的选择需要根据材料想能，生产批量等综合考量，如果任务要求为大批量高效率生产的时候，模具的工作零件就需要选择硬度和耐磨性都很好的工件，而对于其余零件也需要相应提高材料的想能，如果要求批量不大时候可以适当放宽材料的性能，可以使得成本有所下降REF_Ref15757\r\h[4]。对于冲件的材料，主要看主要看材料的性能，通过冲件的给定的材料，或者查询冲件常用的相关材料，然后查询相关参数看是否满足冲裁要求即可。不过对于冲件的材料钢材的选择是最为普遍的只不过对于冲件的具体应用的不同选择的材料的具体型号不同性能的具体参数也不一样。表STYLEREF1\s2.SEQ表格\*ARABIC\s12材料抗剪性能材料名称抗剪强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）屈服点（Mpa）伸长率（%）电工硅钢180230－26根据上表，对变压器铁芯片的材料硅钢片进行分析，冲压加工主要分析其力学性能，力学性能具体包含了以下内容：材料的抗拉强度、抗剪强度，材料的屈服强度以及材料的伸长率，抗拉强度、抗剪强度通常确定了冲压力的大小，材料的屈服强度以及材料的伸长率则反应了材料的变形性能，以及加工之后材料的稳定性，硅钢片的抗拉强度和抗剪强度数值相对适中，在厚度不算大的情况下，冲压力也不会太高，一般压力机均可冲裁，屈服强度和伸长率也相对适中，有较好的成型能力。本次材料选择冲压中占比最高的钢材，具体材料为硅钢片，通过以上性能表分析，材料性能较好，能满足冲裁要求REF_Ref15809\r\h[5]。冲压工艺方案的选择方案介绍工艺分析后对于冲件的批量，材料，精度，结构以及工序有了进一步的了解，需要这几个特点对于工艺方案进行选择和分析。一般来说方案基本可以分为三种，这三种不同的方案的特点和适合的情况：单工序方案：几个工序就最少用几个模具，有时候会存在同为冲孔但需要分批次冲裁出来能更好的保证工件的质量，则就需要用多个冲孔模。比较合适大型冲压大批量生产，或者小型工件小批量生产。对于材料的要求也不高，理论上可以比较方便自动化的实现，精度和要求都不高。复合模方案：多个工序进行组合，同时生产，也可以使用边角料，理论上自动化实现的可能比较低，精度好，效率也比较高。适合工件的类型比较多，也适合大批量化的生产，如果工序较多可以在2-3个工序之间进行一次组合。级进模方案：多个工序之间连续生产，对于材料较高，精度处于以上两种方案之间，比较容易实现自动化，效率很高。比较时候工序较多的工件，和比较重视效率要求的冲件上REF_Ref15864\r\h[6]。方案分析和确定单工序方案：工件有2个工序，每个工序需要一个模具。但选择此方案的时候需要注意批量和模具数量的问题，如果任务要求是大批量的生产的话，此方案不太适用。复合模方案：工件的落料冲孔在同一个工序同时冲裁。如果采用此方案会比其他方案多出一个比较特殊的零件凸凹模，零件设计的时候需要注意壁厚，整体上会复杂些，成本上比较高些。但同时冲裁具有很好的一个优点是精度高，冲件质量好。级进模方案：工件的落料和冲孔的工序在不同的工位进行冲裁。此方案效率最高，比较好实现自动化，但缺点是不好保证内外行相对位置的一致性，需要注意定位和导料方式的设计REF_Ref15917\r\h[7]。本次工件大批量生产，排除方案一，由于工件结构不复杂，但孔距离边缘的位置比较近，同时冲裁外形和内孔的难度比较大，分开冲裁在难度上和结构上都更有优势，因此选择级进模冲裁的方案。能够提高产量和效率，工件也有较好的质量。模具总体结构设计送料方式在设计的模具的送料类型的时候主要需要看凹模的周界尺寸，但凹模的周界需要通过结合工件尺寸与相关表格计算得到，一个是送料方向的凹模长度，可以设为L，另一个与之垂直的凹模宽度，可以设为B。通常会通过工件的最大宽度和长度再结合排样代替确定。当二者相等时候，可以采取横向送料也可以采取纵向送料；当L>B 时，选择横向送料，反之则采用纵向送料REF_Ref15972\r\h[8]。不过涉及到具体的冲压的设计时，有时需要结合所选的模架以及任务要求综合考虑确定。本次工件长度比宽度长选择横向送料即可。卸料方式卸料方式有以下三种：第一种：固定卸料，卸料板设计的时候和凹模尺寸保持一致即可，板厚比较大的时候可以选择此种。有三类结构形式，第一类是经常使用的与导料板于卸料板的组合；第二类采用导料板做成一个整体的，比较小的模具比较适合，第三类是悬臂形式的，不过用的比较少。第二种：弹压卸料。可以直接看到板料的的送进动作，具有卸料和压料的作用，被广泛使用，适合冲压2mm以下的工件，但随着模具弹性元件弹力的提高，即使采用弹性卸料冲裁比较厚的工件也可以。卸料板的设计与凹模保持一致即可REF_Ref16024\r\h[9]。第三种：废料切刀。可以把废料切成很多块，弄出模具之外。用的比较少，比较大的工件，筒形件，矩形件切边时会用到。只有在卸料比较困难的时候才会用到。本次工件厚度为0.35mm，采后厚度比较小，选择弹性卸料出件方式出件就是把产品给推出去，可以向上推出还可以向下推出。一般通过工件在模具的位置进行判断。如果工件在上模就判定为上出件，反之则为下出件。本次采用级进模模，工件在下模因此为下出件。定位方式定位零件中定位的主要作用是通过控制板料行进方向时候停留的未注，以及毛坯件的拜访的方向以及具体在的未注和成形件的关系等来实现定位。定位零件有以下几种方式，下面进行分类介绍REF_Ref16080\r\h[10]。固定挡料销，通过挡靠方式进行定位，大都固定在凹模上，一般和导料零件进行配合使用。定位精度一般，用于一般冲模上。活动挡料销。也是利用挡靠进行定位，不过此零件的头部部分可以改变高度，利用高出零件的部分实现定位的，并且有一定的导向作用，一般用于厚度较大的冲模上或者倒装复合模中。定位销。通过为前面已经完成的孔或者外形毛坯提供定位。既可以使用一个也可以使用多个钉进行定位。并且如果工艺孔为矩形或者非圆形的时候，也可以用板状形式，再结合螺钉销钉固定在相关的零件上为坯件定位。多用于冲孔或者定位冲压外形弯曲成形等模具中。始用挡料销。多用于级进模，在最开始的一步或者两部中板料还没有到达要挡料的位置使用，后续就不再使用了。侧刃。利用前后2侧的侧刃凹槽，在调料的侧面上正好冲切一个步距长度的材料，这样以贴靠来实现定位。精度比较好，对于精度比较高或的并且可以在头部增加挡板或者挡块，提高挡料的稳定性以及提高精度。通常用在级进模中。导头。利用比较精准的头部尺寸，让其先进入已经充好的孔中进行导正调料，让冲孔和外形的关系定位准确。根据不同的尺寸安装在落料凸模的适当位置上，通常和导板或者销钉或者始用挡板的配合下使用，适合材料厚度比较大，有一个孔为主孔的冲件方案选择级进模的模具中REF_Ref16080\r\h[10]。定位板。利用已经成形的冲件的外形定位。长于模具相关零件进行固定连接，可以单独使用，多用于单工序模上，比如冲孔模，弯曲模和拉深模。本次冲裁为多工序级进模，采用始用挡料销定位。模架的选择模架可以归类为标准件，大致结构可以直接调取，也可以依据工件具体结构自行设计。在模架的选择上，可以依据以下几个小规则。假如送料方式是横向的，可以选择对角导柱模架。假如送料方式是纵向的，可以选择中间导柱模架。无论是纵向还是横向的送料方式，都可以选择后侧导柱模架。对于大型模具一般采用四角导柱模架，或者钢性性模架。有特殊的精密冲裁要求的适合用滚动导柱模架。送料方向是横向的，可以采用对角和后侧导柱模架，后侧导柱模架操作比较方便，因此选择后侧导柱模架。冲压工艺计算排样方式与计算排样的设计根据废料的方式包括：有废料排样、少废料排样和无废料排样三种方案。有废料适用于圆形工件、带弧线结构工件以及不规则工件，需要在工件的四周留有冲裁余量，这种排样的加工精度较高，但是材料的利用率也会相应较低；少废料适用于工件的一侧为规则形式，冲裁时工件与工件紧靠无间隙，这种排样的加工精度一般，特别是工件之间的加工，精度较低，但是材料的利用率相较于有废料排样有所提高；无废料：只适用于矩形工件，工件的四周不留有余量，直接将料带宽度设计为工件尺寸，进行依次冲裁，这种排样方式的利用率最高，但是加工的工件精度也是最低的，而且对工件的外形有严格的要求。如果为了避免废料产生只是考虑提高生产率而采用无废料和少废料的方式又可能不利用模具的使用时间和任务要求的工件质量。因此排样方案的确定需要考虑到利用率，模具的寿命精度以及操作的方便性等，因此即使有废料的方案虽然工件周边的材料都被浪费了，但却被普遍应用在冲件的排样方案的选择中。本次设计中，工件的外形适用于有废料的排样方式，采用方案一有废料的排样方式，根据工件的形状，采用双直排排样。排样方案的确定搭边值查下表a=1.5mm、侧面a=2mm。表STYLEREF1\s3.SEQ表格\*ARABIC\s11搭边值材料厚度手工送料自动送料圆件非圆形往复送料aa1aa1aa1aa1≤11-22-33-44-55-66-88以上1.522.5345671.5222.5445622.533.556781.52.02.53467833.545678922.52.01.82.02.22.52.8345678234567利用率的计算条料宽度为： B−∆0=(D+2a)−∆0 （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s11）式中：B—条料的宽度REF_Ref16890\r\h[11]；D—冲裁件再垂直送料方向的最大外形尺寸；a—侧搭边最小值；△—条料宽度的单行偏差；B−∆条料的步矩： S=L+b （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s12）式中S—冲裁步距；L—毛坯尺寸的最大值；b—沿送进方向的搭边值S=45.5+1.5=47mm材料利用率定义为： η=ABS×100% （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s13）式中：η—利用率；A—一个步距内冲裁件的实际面积；B—条料宽度；S—步距；η=冲压力的计算一般可按下公式计算： F=1.3Ltτ （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s14）式中F—一冲裁力（kN）；L—冲裁件的周长（mm）；t——材料厚度（mm）；τ——材料抗剪强度（MPa）考虑到凸、凹模口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化以及材料厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力需增加30%。钣金件厚度为t=0.35mm；材料电工硅钢的抗剪强度（MPa），τ=180MPa。零件图冲裁轮廓长度可以通过cad测量来获取：L=384.13mm带入数据可得：F图3.SEQ图\*ARABIC\s11排样图卸料力和推件力的计算卸料力： F卸=K卸F=0.05×31.46≈1.57KN （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s15）推件力： F推=nK推F=5×0.063×31.46≈1.98KN （STYLEREF1\s3SEQ公式\*ARABIC\s16）式中F—冲裁力；n—卡在凹模洞口中的工件或者废料的数量（mm）；t——材料厚度（mm）；K卸表STYLEREF1\s3.SEQ表格\*ARABIC\s12卸料力、推件力和顶件力系数mm料厚/mmK卸K推K顶钢≤0.1＞0.1~0.5＞0.5~2.5＞2.5~6.5＞6.50.065~0.0750.045~0.0550.04~0.050.03~0.040.02~0.020.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝及铝合金紫铜、黄铜0.025~0.080.02~0.060.03~0.070.03~0.09注：卸料力系数K卸在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。总冲压力的计算总的冲压力： F总=F冲+F推+F卸≈35.01KN （压力机的初步确定冲压设备的种类比较多，具有不同的刚性、精度和用途，因此要以工件的批次和模具的大小为依据，进行正确的选择。压力机有不同的结构，比如开市曲柄压力机，这种压力机的操作孔件是三面敞开的，操作上面会比较方便，但机床的刚度不调好，比较适合工程压力再1000KN以内的压力机。还有闭式单点压力机，这种比较合适用在大型压力机上。而对于生产批量比较小的可以采用液压机和摩擦压力机REF_Ref16962\r\h[12]。本次采用开式压力机。压力的参数有很多，其中最重要的是冲压力参数，也就是下表中的公称压力，初步选择也是以计算所得的压力总数与压力机的压力总数相对比，所选设备的压力数值要大于计算所得的总压力。总冲压力是35.01KN，初步选择的压力机的型号为：J23-16。具体参数如下表所示：表STYLEREF1\s3.SEQ表格\*ARABIC\s13压力机参数mm型号J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63公称压力/KN63100160250400630滑块行程/mm35455565100120最大闭合高度/mm150180220270330360闭合高度调节/mm303545556570滑块中心线至床身距离/mm110130160200250260工作台板厚度/mm140150455065300模柄孔尺寸/mm直径303040405050深度505560607080工作零件刃口尺寸计算凸、凹模间隙的确定刃口尺寸的计算首先要确定凸模和凹模的间隙，因为间隙的确定正确与否，不但关系到工件制作出来时候的精度，同时也影响了模具的寿命，所以间隙选择非常的重要。凸凹模间隙的确定对于工件的断面质量和冲件的精度要求比较高的时候可以选择比较小的间隙值，如果要求不高的时候可以选择比较大的那个值，如果精度低于IT14等级，质量要求不高的时候，可以采用那个大的间隙。间隙值从下表得到。间隙为极小间隙。表4.1冲裁模初始双边间隙值mm材料厚度08、10、20、35、09Mn、Q235或者其他常用材料16Mn40、50硅钢片ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙（或无间隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126刃口尺寸的计算（1）A类尺寸是指钣金件的外轮廓尺寸，随着A类尺寸的磨损，生产出的工件尺寸会对应的增加： Aj=(Amax−x△)0+∆4 （STYLEREF1\s4SEQ公式\*ARABIC\s11）（2）B类尺寸是指钣金件的外轮廓尺寸，随着A类尺寸的磨损，生产出的工件尺寸会对应的减小： Bj=Bmin+x△−∆40 （STYLEREF1\s4SEQ公式\*ARABIC\s12）（3）最后一类一般是距离尺寸，比如中心距离之类的，这样的尺寸在模具工作磨损所称中是不变的，称之为C类尺寸。 Cj=(Cmin+12)±8∆ （STYLEREF1\s4SEQ公式\*ARABIC\s1其中，x为磨损系数。具体的数据可以根据经验确定，产品的制造精度在IT10级以上，磨损系数选择的数据是x=1；位于IT11和IT13之间的，x=0.75；为IT14的，x=0.5；A类尺寸:67−0.74凹模：A凹凸模：A凸45.5−0.62凹模：A凹凸模：A凸12−0.43凹模：A凹凸模：A凸19−0.52凹模：A凹凸模：A凸B类尺寸:4凸模：B凸凹模：B凹33.5凸模：B凸凹模：B凹C类尺寸:55±距离尺寸：Cj=(C冲压模工作零件的结构设计工作零件的设计凹模设计凹模的形状有2大类，圆形和矩形。形状选择通常和工件大体形状相关，如果工件为圆形则一般凹模就设计圆形的，如果不是圆形的则一般设计为矩形，不过也并非都是这样，在具体设计的时候也会根据排样的具体情况以及选择的模架，即使工件为圆形凹模外形也会设计成矩形的。本次工件展开后为矩形，凹模相应的设计为矩形。凹模边壁厚： H=Kb （STYLEREF1\s5SEQ公式\*ARABIC\s11）凹模边壁厚： C>1.5H （STYLEREF1\s5SEQ公式\*ARABIC\s12）式中：b——凹模孔的最大宽度（mm）K——因数；H——凹模厚度，其值最小为15~20mm；c——凹模壁厚，其值最小为26~40mm。表5.1系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm≤1>1～3>3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60>50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45>100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30>2000.10～0.150.12～0.180.15～0.22查表得：K=0.25。根据公式可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb=0.25×67=16.75（mm）根据公式可计算凹模边壁厚：C>1.5H=1.5×16.75=25.5（mm）取凹模边壁厚为26mm。凹模的边长： L=b1+2c （STYLEREF1\s5SEQ公式\*ARABIC\s13）凹模的宽带： B=b2+2C （STYLEREF1\s5SEQ公式\*ARABIC\s14）式中：b1-长度；b2-宽带；将钣金件对应的数据带入其中计算凹模长：L将钣金件对应的数据带入其中计算凹模宽：B即：L×B×H=结合排样调整凹模尺寸为200mm×140mm×20mm。凹模外形图如图所示：图5.SEQ图\*ARABIC\s11凹模图凹模的材料可以采用T10A,Cr12。凹模采用螺钉和销钉定位固定时候，需要注意不能距离凹模边界太近。凹模一般采用整体式的凹模，刀刃有两种，一种是直筒型，另一种是圆锥型，刀刃的选择要以冲压件的大小、厚度以及模具的结构为依据。直筒的强度高，质量好，锥形的方便落料。本次采用整体式的凹模。凸模设计对于级进模冲头的刃口通常要进入到凹模2-4mm为好。根据形状来看，可以分为圆形的和非圆形的，圆形的可以通过台阶进行固定，台阶又可分为全台阶和半台阶。非圆形的有多种固定方式，通常选择铆接固定，尺寸不大形状规整的也可以采取台阶固定。对于一些比较容易磨损的圆形冲头还可以直接在上部设计孔放入螺钉和相关零件连接固定。对于很大的冲头可以选择销钉定位和螺钉反锁紧固的方法。窄长条形的冲头可以采用挂销固定。在本次冲件中，冲头的形状有2种，对于圆形凸模采用的是台阶结构的，非圆形的采取的为铆接形式的。从排样图和装配图可以看出，冲裁的部位有2个，分别为第一步的冲孔，第二步的落料，凸模长度方面一般是固定板的高度和弹性元件露出高度以及卸料板和进入凹模高度的总和。通过常规的图可以发现，凸模的高度一般是包含其固定料板的高度，凹模高度，合并到一起。 L=ℎ1+ℎ2++ℎ3 （STYLEREF1\s5SEQ公式\*ARABIC\s1h1——凸模固定板（或者叫上固定板）在模具中的高度；h2——卸料板和安全高度。h3——进入凹模高度。将上面的数据统统带入公式中，得出凸模的高度L由以上可得凸模简图如图所示：图5.2凸模简图模具其他零部件设计导向零件的设计导向零件这里的导向是指冷冲压中送进方向的板料进行导正并且限制作用摆动的零件。导向零件有不同的类型，下面进行分别介绍。销钉式。导料销，通过销钉导向，结构简单，比较容易受操作的影响，多和定位零件配合使用，多用于一般冲模。直通式。结构简单，但精度容易收到余料宽度的影响。经常使用的场合为挡料销定位的冲模，或者精度要求一般的级进模。带始用挡板。也是直通式的，但这种的比上面的介绍的那种直通式多了一个始用挡板，可以和挡料销进行配合使用，还可以另加导头完成板料的定位，用于工序较少的级进模。导料板。利用板料进行导料，多用于级进模上面，导料板和卸料板作为一个整体存在。和排样一个方向，根据具体工位长度确定板料长度，可以和凹模保持一致，也可以凹模长度大。双侧刃模具。导板上挡料的位置增加侧刃挡块，挡块用常用碳素钢比如45钢经淬硬处理，优点是比较耐用，并且定距的效果比较好。但缺点是靠留的缺口固定，在制作上有一定的难度，通常在固定卸料的模具上使用。双侧刃带挡板加承料板模具。比双侧模具多了圆柱销。就是在双侧刃的的导板槽内嵌入圆柱销进行锁定，增加牢固性，不容易松动。但缺点是结构上更为复杂，制作难度较大，常和有精度要求弹性卸料板的模具配合使用，还可以在导板后端进行加长，增加螺纹孔安装承料板，增加安装性和操作的方便性。并排双挡块模具。就是双侧刃加双挡块的结合模式。用的比较少，除非有特殊要求或者指定用此种导向零件，比如一模两件无废料的排样。一般不予选择。本次采用弹性卸料板，但精度要求一般，采用导料板进行导向。导料卸料板的设计卸料板主要起到卸料的作用REF_Ref17076\r\h[13]。卸料板分为固定卸料和弹压卸料。固定卸料安装在凹模上，板料在卸料板之下，间隙一致保持不变。弹压卸料板安装在凸模的一边，有弹簧或者橡胶的存在，板料和凸模会存在相对运动。材料可以采用45钢。厚度为17.2mm。卸料板图如图所示：图6.1卸料板简图模架的设计本次设计选用的模架是后侧导柱式模架，凹模周界为200mm×140mm，依据GB/T2851.1-90选取模架各尺寸如下表。表6.1模架各部分尺寸上模座下模座导柱导套250×160×45200×160×5525×16525×100×42连接零件和紧固零件的设计模柄的设计压入式模柄，使用这个模柄，可确保证上模座与轴线的垂直度，比较合适中小型冲模；旋入式模柄，用螺丝与上模具底座相连接，可防止模具的松脱；拆卸和安装都很容易，但是缺点是模具手柄和上模具底座的垂直度不好，更适合于带有导向支柱的中小型冲压模具；槽型模柄，利用3-4螺钉紧固于上模座，模柄的凸缘于上模座的孔；具有前面2中模柄的优点，但会削弱上模座强度，多用于较大型的模具；浮模手柄，用4-6颗螺丝将锥面压环与上模座相连接，这样，锥面压环就会将模柄紧固。本次选择的模柄是压入式模柄，选择模柄的直径为42mm。固定板的设计在凸凹模与模座之间设置有固定板和垫板，固定板的作用是对凸模或者凸凹模进行固定，其轮廓尺寸可以与凹模保持一致，固定板的厚度一般是0.6-0.9倍,厚度为16mm。图6.2凸模固定板垫板的设计垫板只要起到一个缓冲凸模的作用，防止凸模直接作用于模座，造成模座的磨损，从而影响模具寿命，而垫板方便更换，垫板外形与凹模设计成一样的外形，厚度一般取值6-15mm，所以垫板的尺寸为200mm×160mm×10mm。图6.3凸模固定板螺钉和销钉的选用为了防止拧螺钉的时候把螺丝刀损坏了也拧不紧，螺钉在设计的时候直径一般比较小，从外形上看，螺钉的头部是为圆形，表面有内六角的凹槽，其余部分表面带有螺纹。销钉的直径可以用大的也可以用小的，本身不起紧固作用，螺纹也是不必要的多用来定位。螺钉销钉都属于标准件，为了节省模具的成本无需重新设计，在设计图纸时候，直接从相关模具库进行调取使用。压力机的校核压力机校核原则确定压力机的需要遵循以下的规则：第一：所需计算出的总压强一定要大于所选压力所需的压力；第二：压力机滑块的行程要确保在冲裁完毕后能顺畅地从模具中取出。第三：压力的高低与整个模具的高度是相适应。压力机的校核公称压力校核所选设备的压力参数要大于通过计算得到的总压力。在初步选择压力设备那一章节已经满足此要求。无须再次校核。压力机高度校核模具的总高度要在所选的压力设备的最大高度和最小高度之间。如果低于最小高度，则需要在装配的时候需要额外增加垫板，如果高度最大高度，就需要更换更加合适的压力机。选择的压力设备为J23-16查询相关参数，压力机的最大高度为220mm，调节高度为45mm，那么最小高度为175mm，而设计的模具总高度为184mm，此数据在最大最小数据之间，可以满足要求。滑块行程校核压力机的行程主要以不影响到模具的张开高度为主要参照。对于一般冲件比如冲裁件，弯曲件的模具行程一般如果满足压力和高度要求，行程参数基本都是满足的，如果式拉深模则需要式冲件高度的2倍与压力行程进行比较确定行程参数位于大数。总结现对本设计总结如下：冲压工艺性分析及模具结构的确定：该工件结构简单，形状左右对称，尺寸较小，符合冲裁要求；从安全方便的角度，以及对加工效率、精度的要求出发，采用了级进模。冲压过程的计算：首先，经过分析，选取带有废品的直线排列，经过计算，确定搭边值和步距，这样就可以计算出材料的利用率；然后，计算了各个部件的受力情况，选取了适当的压力机，并利用软件确定了压力点；最后，对该模具的刃口区段做了相应