毕业设计（论文）-T型圆孔连接片倒装复合模设计【含全套CAD设计图纸】

'购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸T型圆孔连接片复合模具设计摘要本文是对连接片的冲孔及其落料模具的设计，通过对零件图形的结构和生产工艺性的分析，决定采取冲孔和落料在同一道工序完成的复合模，同时考虑到倒装式复合模的冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下，无顶件装置，结构简单，操作方便，故选用倒装式复合模具。关键词：冲孔；落料；倒装式；复合模III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸目录1绪论12冲压件工艺分析32.1材料分析32.2零件结构32.3尺寸精度33冲裁方案的确定43.1冲裁工艺方案的确定43.2冲裁工艺方法的选择53.3冲裁结构的选取64模具总体结构的确定74.1模具类型的选择74.2送料方式的选择74.3定位方式的选择74.4卸料、出件方式的选择84.5导向方式的选择85模具设计工艺计算105.1排样设计105.1.1确定搭边值105.1.2送料步距与条料宽度的计算105.1.3材料利用率的计算115.2冲裁力的计算115.3冲压设备的选择135.4压力中心的确定146刃口尺寸的计算166.1冲裁间隙166.2刃口尺寸的计算及依据177主要零部件设计20III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.1凹模的设计207.1.1凹模外形的确定207.1.2凹模外形尺寸计算207.2凸模的设计237.2.1凸模结构的确定237.2.2凸模材料的确定237.2.3凸模精度的确定237.2.4凸模高度的确定237.3凸凹模的设计257.3.1凸凹模外形的确定257.3.2凸凹模材料的选取257.3.3凸凹模精度的确定257.3.4凸凹模壁厚的确定257.3.5凸凹模洞口类型的选取267.4卸料装置的选用277.4.1卸料装置的选用277.4.2卸料板外型的设计277.4.3卸料板材料的选择287.4.4卸料板结构的设计287.4.5卸料板整体精度的确定297.5卸料橡胶的选用297.6固定板的设计307.6.1凸模固定板的设计307.6.2凸凹模固定板的设计307.7垫板的设计317.8挡料销、导料销、卸料螺钉的选用317.8.1挡料销、导料销的选用317.8.2卸料螺钉的选用327.9上下模座、模柄、打杆的选用327.9.1上下模座的选用32III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.9.2模柄的选用327.9.3螺钉、销钉的选用328冲压设备的校核338.1冲压设备的校核338.2冲压设备的选用33结论34致谢35参考文献36III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸1绪论当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下，这就要求发展超精加工。新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2冲压件工艺分析T型圆孔连接片年产量为20万件，采用大批生产，材料为Q235，厚度为1mm，未注公差为IT14，未注倒角R2。零件如图2-1所示：图2-1T型圆孔连接片零件简图2.1材料分析表2-1部分碳素钢抗剪性能材料名称材料状态抗剪强度τ/MPaQ235已退火310～380Q195未退火303～372由上表2-1可知：Q235具有较好的冲裁成形性性能，适合要求较高的零件。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。凸、凹模允许的最小壁厚4.5mm，小于最小孔边距5mm。所以，用倒装式复合模冲压这个零件。2.3尺寸精度由于本零件给定的精度都按生产所需经济精度要求IT14查表2-2得：属于落料尺寸的有：、、36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸属于中心尺寸的有：属于冲孔尺寸的有：通过查公差等级表，我们发现普通冲裁能够满足零件精度要求。表2-2常见零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/μm/mm≤3>3～6>6～10>10～18>18～30>30～50>50～80>80～120>120～180>180～250>250～315>315～400>400～500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55结论：该冲裁件的材料Q235，具有较好的冲压性能，具有较好的冲裁成形性性能，适合要求较高的零件。适合冲裁加工。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸3冲裁方案的确定3.1冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，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。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。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，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较项目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，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机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复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸较小，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较，宜采用复合模冲裁。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸3.3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、缺点及适用范围比较项目正装（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，故应用十分广泛通过对正装式复合模和倒装式复合模两种优点、缺点及适用范围的分析比较，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。而倒装式复合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。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸4模具总体结构的确定4.1模具类型的选择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。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。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的确定，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（0.2～0.5）t。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。主要用于卸料力较大，材料厚度大于2mm的材料。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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（0.1～0.2）t，若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、症状复合模的卸料装置。由于有压料作用，冲裁件比较平整。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1mm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，不会损伤工件表面，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，送料和操作比较方便。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。（a）下模座（b）导柱（c）导套（d）上模座1-下模座；2-导柱；3-导套；4-上模座图4-1导柱模架36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸根据以上方案比较并结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。即方案二最佳。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5模具设计工艺计算5.1排样设计由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度，排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法有直排、斜排、对排、多排等多种形式的排列方式，可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法，比较方便、合理。5.1.1确定搭边值搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值也应愈大。由查表得工件间搭边值a=1.5mm、侧面a=1.8mm。5.1.2送料步距与条料宽度的计算采用直对排的排样方案，如图3-1所示：送料步距A：送料步距的大小应为条料上冲裁件的对应点之间的距离，每次冲1个零件的步距按式：，A＝40+1.5＝41.5mm条料宽度B：=（50+2×1.8）mm=53.6mm图5-1排样图36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸冲压件的毛坯面积的计算，利用cad测量得面积为1400mm2。5.1.3材料利用率的计算材料利用率(5-1)由S=1400，A=53.6，B=41.5，代入公式得：5.2冲裁力的计算计算冲裁力的目的是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力Fp一般可以按下式计算：(5-2)式中：-材料抗剪强度（MPa）；L-冲裁周边总长（mm）；T-材料厚度（mm）；Kp-考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1～3。当查不到抗剪强度τ时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。τ-取决于材料的种类和坯料的原始状态，可在设计资料及有关手册中查找，本设计取值的通过查下表确定，材料厚度＝1mm，取τ＝360Mpa。计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，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，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算：(5-3)式中：FP-冲裁力（N）；36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸L-冲裁周边长度（mm）；t-冲裁料厚(mm)；τb-抗剪强度（MPa）；（1）落料力计算(5-4)式中：F落-落料力（N）；L-工件外轮廓周长（mm）；t-材料厚度（mm）；τ-材料抗剪强度（MPa）;由L=144.5mm，t=1mm，τ=360MPa，代入公式（5-4）得：=144.5×1×360≈52KN（2）冲孔力式中：-冲孔力（N）；L-工件外轮廓周长（mm）；T-材料厚度（mm），t=1mm；τ-材料抗剪强度（MPa）。由查表，。根据零件图可算冲孔轮廓长度L=66(mm)则（3）落料时的卸料力的计算式中：-卸料力（N）；-落料力（N）KX-36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸卸料系数，查《冲压模具简明设计手册》表3-11，P57其值为0.03～0.04，取K=0.04。则=0.04×52=2.1KN（4）冲孔时的推件力的计算式中：-推料力（N）；K1-推料系数，查《冲压模具简明设计手册》表3-11，其值为0.05；n-梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为刃口部分的高（mm），t为材料厚度（mm），其中，h=6mm，t=1mm，取n=6，则=6×0.05×23.8=7.14KN冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和式中：冲裁力=52KN，=23.8KN，卸料力=2.1KN，推料力=7.14KN则=85.04kN5.3冲压设备的选择计算得总冲压力是85.04KN，所选压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力的1.3倍。所以选用公称压力为160KN的机械压力机。压力机主要参数经查《冲模设计手册》、《冲压模具设计师手册》、《冲压手册》得表5-1。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表5-1J23系列开式可倾压力机主要技术参数技术参数型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-63滑块公称压力31.563100160250350400630滑块行程2535455565100100120封闭高度120150180220270290330360连杆调节量2530354555606570滑块中心线至机身距离90110130160200200250300滑块地面尺寸左右100140170200250250300300前后90120150180220220260260模柄孔尺寸直径2530304040405050深度4055556060607080垫块厚度3030354050656590最大倾斜角4545353530303030工作台尺寸左右250310370450560610700710前后1602002403003703804604805.4压力中心的确定36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸模具压力中心是指冲压时所有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，应使模具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。冲模的压力中心，可按下述原则来确定：（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。下面用解析法确定与计算模具的压力中心：图5-2压力中心(1)按比例画出凸模刃口的轮廓形状，选坐标XOY。如图7-1所示。(2)把刃口轮廓分为7段，并确定各段长度，具体数值列于下表5-1中。(3)工件关于y轴对称，只需计算y坐标。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表5-2落料件的压力中心计算数据线段长度（mm）yL1=20L2=40L3=30L4=40L5=50L6=50.26L7=25.13-23-13-37177-13落料凸模的压力中心坐标：=0.65故得模具压力中心的坐标值为（0，0.65）。在模柄投影范围内，设计合理。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸6刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口的尺寸精度，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佳、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，其总的原则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值。根据实用间隙表6-1查得材料Q235的最小双面间隙Zmin=0.1mm，最大双面间隙Zmax=0.14mm。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表6-1冲裁模初始双边间隙值mm材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、50ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5极小间隙(或无间隙)0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.0.3.54.04.55.56.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.5400.6100.7200.9401.0800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2刃口尺寸的计算及依据在确定冲模凸模和凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则：（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凹模尺寸，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，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凹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：36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（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。根据上述计算法则，对于采用配合加工的方法：（1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸-落料尺寸（2）凸模或凹模磨损后会减小的尺寸---冲孔尺寸（3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸---中心距尺寸其中，x为磨损系数。查表得：工件精度IT10级以上x=1工件精度IT1～IT13x=0.75工件精度IT14x=0.5因为本工件尺寸均为基本尺寸，故按IT14级精度，x=0.5。在所有的尺寸中，属于落料尺寸的有：、属于冲孔尺寸的有：属于中心距尺寸的有：注：①凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸-落料尺寸②凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸-冲孔尺寸③凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸-中心距尺寸其中，x为磨损系数。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸具体计算如表5-2。表5-2工作零件刃口尺寸计算尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注落料保证双边间隙为0.10冲孔中心距36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7主要零部件设计虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。结合模具的特点，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，销钉起零件的定位作用，采用挡料销送进定距和导料销送进定位，无测压装置。下面分别介绍各个零部件的设计方法。7.1凹模的设计凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，如图7-1所示。凹模各尺寸计算公式如下：凹模厚度（7-1）凹模边壁厚（7-2）凹模板边长（7-3）凹模板边宽（7-4）式中：b1-冲裁件的横向最大外形尺寸；b2-冲裁件的纵向最大外形尺寸；K-系数，考虑板料厚度的影响，查表7-1。表7-1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7-1得：K=0.4公式（7-1）可计算落料凹模板的尺寸：=0.4×5036 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=20mm代入公式（7-2）可计算凹模边壁厚：C=(1.5～2)H=(1.5～2)×20=30～40mm取凹模边壁厚c=40mm。根据凹模厚度和边壁厚可确定凹模板长、宽的尺寸。代入公式（7-3）可计算凹模长：=50+2×40=130mm代入公式（7-4）可计算凹模宽：=40+2×40=120mm即：查表7-2得选凹模尺寸为140mm×120mm×25mm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L×B矩形和圆形凹模厚度圆形凹模直径d63×50、63×6310、12、14、16、18、206380×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×8012、14、16、18、20、2280、100125×100、125×125、140×80、140×12014、16、18、20、22、25125140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×12516、18、20、22、25、30140160×160、200×140、200×160、200×125、250×14016、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、280×16018、22、25、28、32、35200250×250、280×200、280×25020、25、28、32、35、4025036 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸凹模图如图7-2所示：图7-2凹模简图7.2凸模的设计7.2.1凸模结构的确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，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。7.2.2凸模材料的确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Cr12，热处理58～62HRC。7.2.3凸模精度的确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6，同轴度为0.02。7.2.4凸模高度的确定36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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7-2所示。图7-2凸模高度尺寸凸模高度为：附加长度(7-5)式中：h1-凸模固定板厚度，可得：h1=18mm；h2-凹模厚度，可得：h2=25mm；附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度。（附加长度取1mm）代入公式(7-5)得：L=18+25+1=4(mm由以上可得凸模简图如图7-3所示：图7-3凸模简图36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.3凸凹模的设计7.3.1凸凹模外形的确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。Cr12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Cr12钢。7.3.3凸凹模精度的确定零件精度：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。7.3.4凸凹模壁厚的确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，若内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，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/mm0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710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4.9mm，该壁厚为4.9mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为536 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸mm，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，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。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7-4凸凹模洞口的类型7.4卸料装置的选用7.4.1卸料装置的选用弹性卸料装置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。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0.3～0.5mm，以便顺利卸料。7.4.2卸料板外型的设计在冲压工艺分析中已经选择了卸料装置为弹性卸料，采用卸料板卸料。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0.1mm。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140mm×150mm×25mm，从而确定卸料板的尺寸。查表7-5卸料板厚度为14mm。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表7-4卸料板与凸凹模间隙值材料厚度t/mm＜0.50.5～1>1单边间隙Z/mm0.050.10.15表7-5固定卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度<5050～8080～125125～200>200>0.86681012>0.8～1.568101214>1.5～3810121416卸料板如图所示：图7-5卸料板简图7.4.3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。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.4.4卸料板结构的设计卸料板与凸凹模应该是间隙配合，要保证单边间隙为0.15mm。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。根据条料的宽度（94.4mm）和搭边值（2.2mm）确定挡料销和导料销的位置，由于两个导料销之间的距离必须大于一个步距，所以两个导料销之间的距离为52mm。模具采用的是弹压卸料板、弹簧和卸料螺钉进行卸料。四个卸料螺钉对称分布，使每个卸料螺钉受力均匀。7.4.5卸料板整体精度的确定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选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IT11级，粗糙度为Ra1.6；四个螺纹孔和挡料销、导料销有定位作用，所以精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为Ra3.2。7.5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，安装调整较方便灵活，而且成本低，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（7-7）式中：L工-冲模的工作行程，对冲裁模而言，L工=t+1；H装模-预留的装模量，根据模具设计寿命一般取4～6mm。代入公式（7-7）得：=3/（0.250.30）+（46）=（6.78）+（46）=141836 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=18mm（2）确定L预和H装（7-8）式中：L预-橡胶的预压缩量。代入公式（7-7）得：mm（7-9）（3）确定橡胶橫截面积A（7-10）式中：F-所需的弹压力（F=9885.564N）；g-橡胶在预压缩状态下的单位压力：g=0.26～0.50MPa代入公式（7-10）得：=17264.988/0.5=34529.976mm27.6固定板的设计7.6.1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0.6～0.8倍。则凸模固定板的厚度：=（0.6～0.8）（7-11）式中：-凸模固定板厚度；-凹模厚度；代入公式（7-11）得凸凹模厚度为：=（0.6～0.8）=（0.6～0.8）×25=15～20mm36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸凸模固定板厚度取18mm。凸模固定板如图所示：图7-6凸模固定板简图7.6.2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0.6～0.8倍。则凸凹模固定板的厚度为：=（0.6～0.8）（7-12）式中：H凸凹固-凸凹模固定板厚度；H凹-凹模厚度；代入公式（7-12）得凸凹模固定板厚度：=（0.6～0.8）36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=（0.6～0.8）=（0.6～0.8）×25=15～20mm凸凹模固定板厚度取18mm，如图所示：图7-7凸凹模固定板简图7.7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，需在凸模端部与模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取3～10mm，查参考文献冲压模具设计与制造22.5-17JB/T7643.3-1994，垫板尺寸为140mm×120mm×8mm。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.8挡料销、导料销、卸料螺钉的选用7.8.1挡料销、导料销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，确保操作安全。（3）若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，避免累积误差。在此选用机械行业标准GB/T7649.10-94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d=8mm的A型固定挡料销。7.8.2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M8×55mm.JB/T7650.57.9上下模座、模柄、打杆的选用7.9.1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0.8～1.2mm，淬硬58～62HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：A25h6×170GB/T2861.1导套：A38H6×100GB//T2861.6模座的的尺寸L/mm×B/mm=160mm×125mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准分别为40mm、50mm。7.9.2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；36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（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：A40JB//T7646.3-1994。7.9.3螺钉、销钉的选用螺钉、销钉都是标准件，螺钉用于固定模具零件，销钉则起定位作用。根据上模座、垫板、凸模固定板和凹模采用4个M8×60mm的螺钉固定，凸凹模固定板和下模座采用4个M8×50mm的螺钉固定，模柄与上模座采用4个M8×20mm的螺钉固定，螺钉分布对称，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8×70mm的定位销钉，凸凹模固定板与下模座采用8×50mm的定位销钉。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸8冲压设备的校核8.1冲压设备的校核该模具的闭合高度由以下零件高度相加之和求的。该模具闭合高度：（8-1）式中：L-冲孔凸模长度；H-凸凹模厚度；h-冲孔凸模冲裁后进入凸凹模的深度h=2mm。代入公式（8-1）得模具的闭合高度为：=195mm可见该模具的闭合高度在所选模具闭合高度之间，则该模架可以使用，该模具的闭合高度小于所选压力机型号为J23-16的最大闭合高度为220mm，可以使用。8.2冲压设备的选用根据模具闭合高度、冲裁力等，压力机型号为J23-16，能满足各项要求，因此选取J23-16号压力机。压力机主要参数：公称压力：160KN滑块行程：55/mm滑块行程次数：120/min最大封闭高度：220/mm封闭高度调节量：45/mm工作台尺寸：300×400/mm模柄孔尺寸：40×60/mm36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸结论综上所述，T型连接片复合模主要是通过对冲压件的工艺分析、冲压工艺方案确定、排样及材料利用率的确定、冲裁力相关计算、模具压力中心的确定、凸凹模刃口尺寸计算、模具主要零部件设计、冲压设备的校核与选定、绘制模具结构示意图等的分析的整个过程，重点在于凸凹模刃口尺寸计算，模具结构复杂程度和直接决定了冲裁件的精度和质量。在设计T型连接片复合模时一定要保证模具结构的合理性。所以，该模具的结构合理，能达到冲裁的各种要求。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸致谢这次毕业设计说明书、零件图、装配图及模具制造的完成，首先要感谢我的指导教师曾欣老师，在编写毕业设计说明和绘制装配图、零件图以及模具制造过程中，对我不懂知识及模糊地方的无微不致的指导和帮助，再次向他表示衷心的感谢。还要感谢曾经的任课教师曾欣、袁永富、杨宇、唐永艳、罗宗平等教师，是他们让我学到了很多知识,通过运用这些知识，才使我的毕业设计能够按期完成。感谢学校给予的支持和帮助，感谢同学们的无私帮助。同时要感谢在百忙之中来参加我毕业答辩的评审老师们。36 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸参考文献[1]任海东，苏君．冷冲裁工艺与模具设计．郑州：河南科学技术出版社．2007[2]王丽霞，愈佳芝．计算机绘图．郑州：河南科学技术出版社．2006[3]刘家平．机械制图．郑州：河南科学技术出版社．2006[4]彭建生.模具设计与加工速查手册．北京：机械工业出版社．2005.7[5]徐政坤.冲裁模具及设备．北京：机械工业出版社．2005.1[6]康宝来，于兴芝．机械设计基础．郑州：河南科学技术出版社．2006[7]黄云清．公差配合与测量技术．北京：机械工业出版社．2007.1[8]李云程.模具制造工艺学．北京：机械工业出版社．2007.1[9]孙凤勤．冲裁与塑压设备．北京：机械工业出版社．2007.8[10]吴兆祥．模具材料及表面处理．北京：机械工业出版社．2008.2[11]许发越．模具标准应用手册．北京：机械工业出版社．1994[12]王芳．冷冲裁模具设计指导．北京：机械工业出版社．1998.10[13]李奇，江莹．模具构造与制造．北京：青华大学出版社．2004.8[14]王秀凤.冷冲裁模具设计与制造．北京：航空航天大学出版社．2005.4[15]成虹.冲裁工艺与模具设计．北京：高等教育出版社．2006.7[16]杨玉英，崔令江．实用冲裁工艺及模具设计手册．机械工业出版社．2005.136'