毕业设计（伦文）-垫圈的落料冲孔复合模具设计-外径52

摘要我本次设计的题目是垫圈的落料冲孔复合模具设计。设计之前到机械制造现场进行了实地调研，认真完成了相关资料的收集工作。冲压工艺在现代机械、汽车、电子信息产品等制造业中有着广泛的应用，冲压模具是进行冲压工艺生产的重要工艺装备。本文在分析制件的工艺性基础之上，综合考虑模具生产的可行性和经济性，完成了模具结构形式的选择、压力机的选用、凸凹模间隙及刃口尺寸计算、模具零部件结构设计和总装零件图的绘制。通过这次设计，我巩固了机械基础知识，将大学四年所学融会贯通。同时学会了手册、工具书的使用，拓宽了知识面。对冲压工艺与模具设计有了整体的认识，具有能正确编制冲压件工艺规程和设计中等复杂程度模具的能力。由于本人知识面窄、水平有限、经验不足等诸多原因，在论文的设计和编写中可能存在许多的问题，希望老师能提出宝贵意见和建议，以利于我在以后不断改进，谢谢！关键词：模具；复合模具；冲压工艺；压力机；工艺规程

ABSTRACIamthesubjectofthisgraduationprojectisawashercompositeblankingpunchingmolddesign.Priortothemachinedesignwascarriedoutfieldresearch,carefullycompletethecollectionofrelevantinformation.Stampingtechnologyinthemodernmachinery,automobiles,electronicinformationproductsmanufacturingindustryhasawiderangeofapplications,stampingdiesforstampingprocessisanimportantproductionprocessequipment.Basedontheanalysisofworkpiecebasedontheprocess,consideringthefeasibilityofmoldandeconomytocompletethemoldstructureofchoice,thechoiceofpress,punchanddieclearanceandthecuttingedgedimensioncalculation,structuraldesignofmoldpartsmappingandassemblyparts.

Withthisdesign,Iconsolidatethebasicknowledgeofmechanical,digestwhattheyhavelearnedtheuniversityforfouryears.Alsolearnedmanual,theuseofbooks,expandedthescopeofknowledge.Ofthestampingprocessanddiedesignwiththeoverallunderstandingofthepreparationhastocorrectstampingprocessplanninganddesignofmoderatecomplexitymolds.

AstheknowledgeIhavenarrow,limited,lackofexperienceandmanyotherreasons,thepaperdesignandpreparationofmanyoftheproblemsthatmayexistinthehopethattheteachercanprovidevaluableadviceandsuggestionsinordertofacilitatecontinuousimprovementinthefutureIam,thankyou!

Keywords:Die;compositemold;stampingprocess;press;processplanning

目录摘要…………ⅠABSTRAC…………………Ⅱ第一章绪论………………1第二章落料冲孔复合模设计………32.1设计工件的零件图…………………32.2冲裁件的工艺性分析………………42.3冲裁工艺方案的确定………………42.4排样计算……………72.5冲裁间隙的选用……………………82.6凸模与凹模刃口尺寸的计算………92.6.1落料部分刃口尺寸计算………102.6.2冲孔部分刃口尺寸计算………102.7冲裁力和压力中心的计算…………112.7.1冲裁力计算……………………112.7.2压力中心的计算………………12第三章模具零部件设计与校核……133.1模具零件的分类和标准化…………133.2工作零件设计………143.2.1凸模结构设计…………………143.2.2凹模结构设计…………………163.2.3凸凹模设计……………………163.2.4其它模具零件结构尺寸………173.3定位零件…………183.4卸料与推件零件…………………203.5标准模架和导向零件……………213.6压力机的选用……………………223.6.1拟选压力机……………………223.6.2计算闭合高度…………………22第四章模具典型零件加工工艺…………………244.1凹模加工工艺过程…………………244.2凸模加工工艺过程…………………244.3凸凹模加工工艺过程………………254.4上模座加工工艺过程………………254.5下模座加工工艺过程………………26结束语……………………27致谢………………………28参考文献…………………29

第一章绪论冲压模在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的压力方式将原材料成形。例如，冲压件就是通过冲压方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的；金属压铸件、粉末冶金件等金属制品，绝大多数也是用模具成形的。由于模具成形，特别是冲压模成形，具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在已在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪表仪器、机械制造等重工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪表仪器等机电产品中占60%~70%；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上；在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品中占85%以上。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量及款式都有越来越高的要求。为了满足人类的需要，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，特别在冷冲模方面，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并取得了显著的经济效益。美国是世界上超级经济大国，也是世界模具工业的领先国家。据统计，美国模具行业有12554个企业，从业人员17.28万人，模具总产值达64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的。当年模具总产值仅有106亿日元，到1991年总产值已超过17900亿日元，在34年中增长了69倍。这也是日本经济能飞速发展，并在国际市场上占有一定优势的重要原因。我国对模具工业的发展也十分重视，国家通过多种方式和途径来加速模具行业的发展。数以万计的模具私营企业和个体劳动者如雨后春笋般出现在神州大地上，对模具行业的发展起到了不可低估的作用。可以说，我国在模具技术方面已有一支较强的队伍。目前，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具；一汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。其设计制造手段已基本达到了国际先进水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。当前冲压模具技术发展的三个特点：充分运用IT技术发展模具设计、制造。用户对压力速度、精度、换模效率方面不断提高的要求，促进了模具的发展。车身外形和发动机是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改新换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，这主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等IT技术应用，也将推动模具工业的发展。

二、缩短金属成形模具的试模时间。当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。

三、车身制造中的级进冲模发展迅速。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。近些年来，级进组合冲载模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接卷材加工成型零件和拉伸件，加工零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合压模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。第二章落料冲孔复合模设计2.1设计工件的零件图图2-1制件图材料名称：碳素结构刚牌号：Q235-A材料性能：抗拉强度/Mpa432—461抗剪强度τ/Mpa304—373屈服强度σ/Mpa253延伸率δ×10019-23生产批量：中批2.2冲裁件的工艺性分析冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析、冲裁工艺方案的确定和技术经济分析等内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高。合格的冲裁件质量和经济的工艺成本是衡量冲裁工艺设计的主要指标。冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产率较高，成本较低的情况下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。eq\o\ac(○,1)材料：该冲压件的材料Q235-A是优质碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。eq\o\ac(○,2)零件结构：该冲裁件结构简单对称，无尖角，比较适合冲裁加工。eq\o\ac(○,3)精度分析：Φ25的小孔工差等级为IT11，在经济精度范围以内，普通冲裁能满足其尺寸精度要求。其内外表面粗超度为25um﹥6.3um，普通冲裁能满足其表面粗糙度要求。综合以上：该制件满足冲裁要求，适合冲裁。2.3冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。单工序冲裁模是指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模，如落料模、冲孔模、切边模、切口模等。复合模是一种多工序的冲模。是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。复合模的设计难点是如何在同一工作位置上合理地布置几对凸凹模。它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。按其安装的位置，复合模又分为倒装、顺装式复合模。级进模是一种工位多、效率高的冲模。整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的。连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边、切口、切槽、冲孔、塑性成形、落料等多种工序在一副模具上完成。根据冲压件的实际需要，按一定顺序安排了多个冲压工序（在级进模中称为工位）进行连续冲压。它不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序，甚至装配工序，许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完全成形，为高速自动冲压提供了有利条件。表1冲压生产批量与合理模具形式批量/（千件/每年）项目单件小批中批大批大量大件中件小件<1<1<11~21~51~102~205~5010~10020~30050~1000100~5000>300>1000>5000模具形式简易模单工序模单工序模简易模级进模、复合模单工序模级进模、复合模级进模、复合模设备形式通用压机通用压机高速压机自动和半自动通用压机机械化高速压机自动机专用压机与自动机表2单工序模、级进模和复合模的比较比较项目单工序模级进模复合模工件尺寸精度较低一般,IT11级以下较高,IT9级以下工件形位公差工件不平整,同轴度、对称度及位置度误差大不太平整，有时要较平，同轴度、位置度误差较大工件平整，同轴度、对称度及位置误差大冲压生产率低，冲床一次行程内只能完成一个工序高，冲床在一次行程内能完成多个工序较高，冲床在一次行程内可完成两个以上工序实现操作机械化、自动化的可能性较易，尤其适合多工位冲床上实现自动化容易，尤其适应于单机上实现自动化难，工件与废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械化操作对材料的要求对条料宽度要求不严，可用边角料对条料或带料宽度要求严格对条料宽度要求不严，可用边角料生产安全行安全性较差比较安全安全性较差模具制造的难易程度较易，结构简单，制造周期短，价格低形状简单件，比用复合模制造难度低形状复杂件，比用级进模的制造难度低应用通用性好，适合中、小批量生产和大型件的大量生产通用性较差，适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产通用性较差，适于形状复杂、尺寸不大、精度要求较高件的大批量生产零件为落料冲孔件，可提出的加工方案如下：方案一：先落料，后冲孔，采用两套单工序模生产。方案二：落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形状位置精度和尺寸精度容易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二相比，生产的零件精度稍差。欲保证冲裁件的形状位置精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。通过以上关系比较，此工件是中批量生产，故采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成型。在确定采用落料冲孔复合模后，便要考虑采用正装式还是倒装式复合模。大多情况优先采用倒装式复合模。这是因为倒装式复合模的冲孔废料可以通过凸凹模，从压力机工作台孔中排出。工件由上面的凹模带上后，由推件装置推出。条料由下模的卸料装置脱出。这样操作方便而且安全，能保证较高的生产效率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，再由推件装置推出，工件则由下模的推件装置推出，条料由上模的卸料装置脱出，三者混杂在一起。如果来不及排除废料或工件便进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。因此，这副模具采用倒装结构。2.4排样计算排样是指工件在条料或板料上布置的方法。根据材料的经济利用程度，排样方法可分为有废料、少废料和无废料排样三种；根据制件在条料上的布置形式，排样可分为直排、对排、混合排、多排等多种形式。（1）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有搭边废料。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。

（2）少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。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。

(3）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。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高。另外，当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。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人模具间隙，从而提高模具寿命。材料的厚度t=2，由[12]表2.5.2根据工件的具体形状（近似正方形）可选择如图2-2所示的排样方式。图2-2由料厚t=2确定搭边值:工件间a1=2mm沿边a=2mm步距：54mm所以条料宽为56mm2.5冲裁间隙的选用间隙对冲裁件质量、冲裁力模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命也三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，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。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。（1）理论确定法主要是根据凸凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算。合理间隙：Z=2(t-b)tanβ=2t(t-t/b)tanβ式中：t——材料厚度；

b——产生裂纹时凸模挤入的材料深度；

b/t——产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度；

β——剪切裂纹与垂线间的夹角；由上式可见，影响间隙值的主要因素是材料性质和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，所需间隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，所需间隙Z值就越小。由于理论计算法在生产中计算不方便，故目前广泛采用的是经验数据。（2）经验确定法根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。在冲裁模的设计中,凸凹模间隙的合理选取,是保证模具正常工作、提高冲片质量、延长模具寿命的一个关键因素。理想的间隙应该是板料冲裁断裂时,凸凹模刃口边所产生的裂纹在一条直线上,否则冲片边缘将出现不允许的毛刺,使得刃口粘结严重,磨损加快,进而影响模具的寿命。所以,如何选取合理的凸凹模间隙,是模具设计时不容忽视的问题。目前间隙值的确定广泛采用的是经验公式与图表。由[12]表2.2.2查得2Cmin2Cmax2.6凸模与凹模刃口尺寸的计算凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;冲孔部分明中孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。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分为两种情况。凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸采用这种方法，是指凸模与凹模分别按照图样标注的尺寸和公差进行加工。冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸和制造公差（凸模δp、凹模δd），优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，它适用于圆形或简单形状的冲压件。但必须满足下列条件：|δp|＋|δ凸模与凹模配制加工计算刃口尺寸对于形状复杂或料薄的冲压件，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配制加工。此方法是先做好其中的一件作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配加工另一件，使它们之间保持一定的间隙。此次冲裁件为简单圆形垫圈，适宜采用方法一。2.6.1落料部分刃口尺寸计算落料尺寸：Φ52查[12]表2.3.3得：系数x=0.5查[4]表1.4得：IT6=0.019IT7=0.03其中δp、δdDd=(Dmax-xDp=(Dmax校核：|δp|＋|δd|=0.049≤2.6.2冲孔部分刃口尺寸计算冲孔尺寸：Φ查[12]表2.3.3得：系数x=0.75查[4]表1.4得：IT6=0.019IT7=0.03其中δp、δddp=(dmindd=(校核：|δp|＋|δd|=0.049≤2.7冲裁力和压力中心的计算2.7.1冲裁力计算计算冲裁力的目的是为了合理地选用冲压设备、设计模具和检验模具的强度。压力机的顿位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力；从凹模内向上顶出制件所需的力，称为顶件力。冲片冲制时所需要的冲裁力FpFp＝K式中t――材料的厚度（㎜）；L――冲裁周边总长（㎜）；τ――材料的抗剪程度（MPaKp所设计的冲裁模采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模，其总的冲压力F总=F冲+F卸+F推查表得：τ=304～373mpa取330mpa查[12]表2.4.1K卸=0.045K推=0.05料厚t=2mm落料周长=3.14×52=163.3mm冲孔周长=3.14×25=78.5mm冲裁力的计算：F落=1.3Ltτ=1.3×163.3×2×330=140KNF孔=1.3×78.5×2×330=67.4KN卸料力计算：K卸=0.045F卸=K卸F落=0.045×140=6.3KN推件力计算：K推=0.05n=10/2=5F推=nK推F孔=5×0.05×67.4=16.85KN总的冲裁力：F总=F冲+F卸+F推=140+67.4+6.3+16.85=230.55KN2.7.2压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。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快的中心相重合。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，减低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，的按下述原则确定：（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法求出冲模压力中心。本冲裁件为对称图形，压力中心即在几何中心第三章模具零部件设计与校核3.1模具零件的分类和标准化模具的零部件，有很大一部分已实现了标准化，这对于简化设计工作、稳定模具质量、简化模具的制造维修等，都具有重大意义。在设计模具时，对于标准化的零部件，只需在标准化的资料中正确的选择，大量的设计工作是对非标准件的设计。根据在模具中的功能和特点，可以分成两类：⑴工艺零件：这类零件直接参与完成工艺过程并和毛坯直接发生作用。⑵结构零件：这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和毛坯直接发生作用。冲模零件的详细分类见表3表3零件分类工艺零件结构零件工作零件定位零件卸料和压料零件导向零件支撑零件紧固零件其他零件凸模凹模凸凹模挡料销始用挡料销导正销定位销、定位板导料销、导料板侧刃、侧刃挡块承料板卸料装置压料装置顶件装置推件装置废料装置导柱导套导板导筒上、下模座模柄凸、凹模固定板垫板限位支撑装置螺钉销钉键弹性件传动零件3.2工作零件设计3.2.1凸模结构设计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。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状和尺寸做成一样，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，成形部分常采用成形磨削。对于圆形凸模，结构形式与尺寸规格可按国家标准选择。凸模长度的确定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、装配等的需要来确定。根据[6]表7-2-1因为d=25，属于8~30范围，可获得其基本外形尺寸：图2-3采用弹压卸料板时，凸模的长度应该为L=h1+h2+t+(15~20)㎜式中h1、h2、t-----凸模固定板、卸料板（顶件块）、材料的厚度;15~20㎜-----附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。式中h1=25h2=19t=2可取附加长度16L=25+19+16=60凸模材料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当的韧性。形状简单而且模具寿命要求不高的凸模可选用T8A、T10A等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模应选Cr12、Cr12MoV、CrWMn等制造，硬度取58~62HRc；要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。本次设计凸模所选材料为CrWMn，热处理HRc56~60凸模承载能力与纵向抗弯曲能力校核对于细长的凸模，或凸模断面尺寸较小而冲压毛坯厚度又比较大的情况下，必须进行承压能力和抗纵向弯曲能力两方面的校核，以保证凸模设计的安全。本次设计的凸模厚度足够大，毛坯厚度一般，所以不必进行这两方面的校核。凸模的固定方式该凸模属于中小凸模，采用台肩固定。示意图如下：图2-43.2.2凹模结构设计由[12]表2.8.2选取凹模洞口的主要参数。肩高h=18≥6，满足设计要求。凹模的外形尺寸：凹模的外形采用圆形，根据垫圈的最大外形尺寸和其厚度确定凹模的外形尺寸。凹模厚度H=Kb（≥15㎜）凹模壁厚c=（1.5~2）H（≥30~40㎜）式中b—冲裁件的最大外形尺寸；K---考虑板料厚度的影响系数查[1]表2.8.3K=0.42b=52H=Kb=0.42×52=21.84c=（1.5~2）H=2×21.84=43.68查JB/T一6743.1-94得到标准凹模尺寸：150×150×34（㎜）零件图如下：图2-5凹模采用螺钉和销钉固定。3.2.3凸凹模设计凸凹模直径方向的外形尺寸可以根据以上凸模与凹模的外形尺寸，以及凸、凹模的刃口尺寸来确定。凸凹模长度:L=hl+h2+h3=22+18+23=63(mm)其中:h1凸凹模固定板厚度h2:一弹性卸料板厚度h-增加长度(包括凸模进入凹棋深度，弹性元件安装高度等)最后按国标选取标准值。零件图如下：图2-63.2.4其它模具零件结构尺寸根据倒装复合模形式特点:凹模板尺寸并查标准JB/T-6743.1-94，确定其它模具模板尺寸列于下表：序号名称长×宽×厚（mm）材料数量1上垫板150×150×10T8A12凸模固定板150×150×2545钢13卸料板150×150×1845钢14凸凹模固定板150×150×1045钢15下垫板150×150×10T8A13.3定位零件为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位或送进导向；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为条料纵向定位或送料定距。挡料销起定位作用，用它挡住搭边或冲件轮廓，以限定条料送进距离。它可分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。（1）固定挡料销。标准结构的固定挡料销，结构简单，制造容易，广泛用于冲制中小型冲裁件的挡料定距；其缺点是销孔离凹模刃壁较近，削弱了凹模的强度。在标准中还有一种钩型挡料销，这种挡料销的销孔距离凹模刃壁较远，不会削弱凹模强度。但为了防止钩头在使用过程中发生转动，需考虑防转。（2）活动挡料销。挡料销有弹簧弹顶挡料销、扭簧弹顶挡料销、橡胶弹顶挡料销、回带式挡料装置。回带式挡料装置的挡料销对着送料方向带有斜面，送料时搭边碰撞斜面使挡料销跳起并越过搭边，然后将条料后拉，挡料销便挡住搭边而定位。即每次送料都要先推后拉，作方向相反的两个动作，操作比较麻烦。采用那一种形式的挡料销，需根据卸料方式、卸料装置的具体结构及操作等因素决定。回带式挡料装置常用于具有固定卸料板的模具上；其他形式的常用于具有弹压卸料板的模具上。（3）始用挡料销。用于以导料板送料导向的级进模和但工序模中。一副模具用几个始用挡料销，取决于冲裁排样方法及工位数。采用始用挡料销，可提高材料利用率。国家标准结构如下图：⑴条料横向定位装置在复合冲裁模上，通常采用导料销进行导料。两个导料销的中心距尽可能取大一些，以便于送料。并有利于防止条料偏斜。⑵条料纵向定位装置在复合模中，纵向定位的主要作用是保证纵向搭边值。挡料销确保条料送进时有准确的送进距。活动挡料销常用于倒装复合模，装在卸料板上，由弹性元件支撑，可以伸缩的挡料销。设计中选取橡胶弹性挡料销。综合以上，采用活动挡料销，毛坯定位图如下：图2-7毛坯的定位3.4卸料与推件零件⑴卸料装置卸料是指把冲件或废料从凸模中卸下来。可分为刚性和弹性卸料装置两种形式，视模具的结构选择。设计中为倒装复合模，易采用弹性卸料装置。弹性卸料装置卸料力较小，所得质量较好，平直度较高。⑵推件装置因设计中模柄中心位置有冲孔凸模，故采用简单的刚性推件装置，由打杆、推板、连接推杆和推件块组成。结构如下图：其工作原理是在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的横梁撞击上模内的打杆与推件杆，将凹模内的工件推出，其推件力大，工作可靠。3.5标准模架和导向零件⑴模架是由上模座、下模座、模柄及导向装置组成对模架的基本要求：①应有足够的强度与刚度②应有足够的精度③上下模之间的导向应精确。根据凹模周界尺寸，按国标选取中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。上模座：L/mm×B/mm×H/mm=310×170×40下模座：L/mm×B/mm×H/mm=310×170×45导柱：d/mm×L/mm=32×134导套：d/mm×L/mm×D/mm=48×52×43模架的闭合高度：190～230⑵模柄中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上。设计中采用凸缘式模柄形式见下图模柄的长度不得大于冲床滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。3.6压力机的选用3.6.1拟选压力机冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。冲压设备的选择依据：1所选压力机的公称压力必须大于总冲压力，即F压＞F总2压力机的行程大小应适当。由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁，弯曲等模具，其行程不于过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成行零件的取出。3所选压力机的最大高度应与冲模的闭合高度相适应。即满足：冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间的要求。4压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。但在过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受里条件也是不利的。总的冲裁力：F总=231KN，综合考虑预选公称压力为400KN的开式压力机JG23-40，其各项参数如表2：公称压力（KN）滑块行程（mm）滑块行程次数次/min最大装模高度（mm）装模高度调节量（mm）滑块中心线至床身距离（㎜）立柱距离（㎜）4001008030080220300工作台尺寸（㎜）工作台孔尺寸（㎜）垫板尺寸（㎜）模柄孔尺寸（㎜）滑块底面尺寸（㎜）床身最大可倾角前后左右前后左右直径厚度65直径深度前后左右3042063015030020050702303003.6.2计算闭合高度（模具闭合高度范围）h=300mm,h=(300－80)mm=220mm；由公式：h+10≤h模≤h－5代入数据得：230mm≤h模≤295mm实际模具闭合高度h实=219mm,不在230-295的范围内，可考虑在模具下面加垫块的方式使模具高度满足要求。第四章模具典型零件加工工艺4.1凹模加工工艺过程表4-1凹模加工工艺过程

工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成152mm×152mm×35mm2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨