毕业设计（论文）-盖板一模两件落料冲孔切断弯曲复合模设计【含全套CAD设计图纸】

'购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸盖板一模两件落料冲孔切断弯曲复合模设计摘要冲压生产是一种先进的金属加工方法。它是利用模具和冲压设备对板材金属进行加工，通过冲压生产可以获得所属要的零件形状和尺寸。本课题是盖板零件的冲压模具的设计。根据设计零件的尺寸、材料、生产批量等要求，分析零件的工艺性，确定冲裁工艺路线方案，从而设计一套复合模具，在保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，尽量的提高材料的利用率和生产效率。随着计算机技术的不断发展，采用CAD/CAE/CAM一体化技术可以准确、快速的完成模具设计制造。本文主要是介绍说明了盖板零件成形的各个工序及其模具的设计及尺寸计算，在结构设计的同时，对主要零件的设计和装配要求技术进行了分析。设计时考虑到模具设计合理、简单，便于制造和修模，有利于缩短模具生产制造周期，降低成本。关键词：盖板零件，落料冲孔弯曲，复合模，模具设计 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸目录1绪论11.1模具发展的现状及趋势11.2相关模具制造12零件的工艺性分析22.1零件的工艺分析22.1.1零件尺寸确定22.1.2零件材料的选择32.1.3尺寸精度32.1.4零件精度选择32.1.5弯曲回弹及其影响因素32.2冲裁工艺方案的确定42.3选择模具结构形式62.3.1模架及导向方式的确定62.3.2定位方式的选择72.3.3卸料装置的选择73排样设计与计算材料利用率83.1弯曲件坯料尺寸的计算83.2排样设计与计算材料利用率94冲压力的计算144.1落料力F落的计算144.2冲孔力F冲的计算154.3切断力F切的计算154.4卸料力F卸的计算154.5弯曲力F自的计算154.6总压力的计算165压力中心的确定和初选压力机175.1压力中心的确定175.2初选压力机185.2.1冲压设备类型确定18III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5.2.2冲压设备规格的选择196模具的结构计算216.1冲裁间隙216.2工作零件刃口尺寸计算226.3弯曲模工作部分尺寸的设计266.3.1凸模圆角半径266.3.2凹模圆角半径267模具主要零部件设计277.1凹模设计277.1.1凹模材料的确定287.1.2凹模的固定方式297.1.3凹模精度的确定297.1.4凹模的零件图297.2凸模的设计297.2.1凸模的结构确定297.2.2凸模的长度确定297.2.3凸模材料307.2.4凸模的固定方式317.2.5凸模零件的精度确定317.2.6凸模的强度校核317.3凸凹模的设计317.3.1凸凹模外形的介绍317.3.2凸凹模壁厚的确定327.3.3凸凹模洞口类型的选取327.3.4凸凹模的尺寸设计337.3.5凸凹模零件精度确定347.4弯曲凹模的设计347.5卸料装置的设计347.6材料的选择357.7卸料板的结构设计35III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.8卸料板整体精度的确定357.9卸料螺钉的选用367.10弹性装置的选用367.11垫板的设计377.12斜楔的结构设计378标准件的选用408.1模架的选用408.2导柱与导套的设计408.3模柄的尺寸的确定418.4其它螺钉长度选择418.5圆柱销尺寸选用标准419冲压设备的校核与选定429.1冲压设备的校核429.2压力机的确定.........................................................4210模具总装图结构简述44结论45致谢46参考文献47III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸1绪论1.1模具发展的现状及趋势标志冲模技术先进水平的多工位级进模，是我国重点发展的精密模具品种。复合模能够在一副模具的一次冲压完成复杂零件的冲裁、弯曲、拉深，立体成型以及装配等复杂工艺，具有生产效率高，操作安全可靠，可以加工复杂零件等特点而受到普遍的重视，应用也日益广泛。有代表性的是电机的转子、定子叠片复合模，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。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5μm的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：①全面推广CAD/CAM/CAE技术；②高速铣削加工；③模具扫描及数字化系统；④电火花铣削加工；⑤提高模具标准化程度；⑥优质材料及先进表面处理技术。1.2相关模具制造（1）模具的制造：指在相应的制造装备工艺和条件下，直接对模具构件的材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其尺寸、相对位置和形状；使之成为符合要求的构件，再将这些构件经配合、定位并固定装配成模具的过程。这一过程，是通过按照各种工艺和工艺过程管理、工艺顺序进行加工、装配来实现的。（2）模具制造技术：就是运用各类生产工艺装备和加工技术，生产出各种特定形状和加工作用的模具，并使其应用于实际生产中和一系列工程应用技术。它包括：产品零件的分析技术、模具的设计、制造技术、模具的质量检测技术、模具的装配、调试技术和模具的使用、维护技术等。（3）模具的制造过程：模具制造过程可分为模具与制造工艺设计，生产准备和加工，装配、试模三个阶段。这三个阶段的工作分别在技术部门，生产管理部门，车间进行。1 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2零件的工艺性分析2.1零件的工艺分析冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案的确定。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件。冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。及冲裁的结构、形状、尺寸、及公差等技术要求是否符合冲裁加工要求，工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有较大影响。2.1.1零件尺寸确定该零件主要用于车身零件固定，其形状与普通盖板类似，具体形状如下图所示：图2-1零件图盖板的主要尺寸是直径6mm，直径10mm的孔以及中心距30mm，零件厚度：2mm材料：Q235生产批量：大批48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2.1.2零件材料的选择该零件主要用于车身固定件，所承受的力和弯曲强度不高。因此选择零件材料Q235，普通碳素结构钢。Q235，代表这种材质的区服值为235Mpa，Q235塑性好，焊接性能好，具有良好的冲压工艺性，也易弯曲，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。2.1.3尺寸精度零件图上未注公差尺寸属于自由尺寸，可按IT12级确定工件尺寸的公差。查表2-1可得各尺寸公差为：,,,,,。冲裁件孔中心距公差：表2-1冲裁件孔中心距公差料厚普通冲裁高级冲裁孔距尺寸孔距尺寸＜5050～150150～300＜5050～150150～300＜1±0.10±0.15±0.20±0.03±0.05±0.081～2±0.12±0.20±0.30±0.04±0.06±0.102～4±0.15±0.25±0.35±0.06±0.08±0.124～6±0.20±0.30±0.40±0.08±0.10±0.152.1.4零件精度选择本设计的盖板如图2-1所示，该零件材料为Q235，具有良好的冲压性能，适合冲裁弯曲。该零件结构简单，零件图上所有尺寸均未标注公差，属于自由尺寸，可参考文献[2]和查参考文献[5]确定零件的公差等级。该零件精度等级取IT12级。2.1.5弯曲回弹及其影响因素回弹值的确定:该零件r/t＜5，属于大变形程度。当相对弯曲半径r/t＜5时，卸料后弯曲件圆角半径的变化很小，可以不予考虑，而仅考虑弯曲中心角的回弹变化。影响弯曲回弹的因素:48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（1）材料力学性能：材料的屈服强度越大，弹性模量E越小，加工硬化越严重（硬化指数n大），则弯曲的回弹量也越大。（2）相对弯曲半径r/t：当r/t较小时，弯曲毛坯内，外表面上切向变形值较大。虽然弹性应变的数值也在增加，但在总应变当中所占比例却是在减小，因而回弹量小。（3）弯曲角：越大，表示变形区越大，角度回弹也越大。但对曲率半径的回弹没有影响。（4）弯曲方式和模具结构：在无底凹模作自由弯曲时，回弹量最大；校正弯曲时，变形区的应力和应变状态都与自由弯曲差别很大，增加校正力可以减小回弹。对相对弯曲半径小的V形件进行校正弯曲时，角度回弹量有可能为负值。（5）摩擦：毛坯和模具表面之间的摩擦，尤当一次弯曲多个部位时，对回弹的影响较为显著。一般认为摩擦可增大变形区的拉应力，使零件的形状更接近于模具形状。但是，拉弯时摩擦的影响是非常不利的。弯曲件回弹量的大小，还受弯曲件的形状、板材厚度偏差、模具间隙和模具圆角半径等因素的影响。但是，可以采取一些工艺措施，使回弹量控制在许可的范围内，以提高弯曲件的质量。2.2冲裁工艺方案的确定该零件的形状是由直线、孔、圆弧组成的，在冲裁时它包括落料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序，可采用三种工艺方案。方案一：先落料、再冲孔、再弯曲、最后切断，采用单工序模生产。方案二：落料、冲孔、弯曲、切断，采用连续模生产。方案三：落料、冲孔、弯曲、切断复合模冲压，采用复合模生产。其三种方案的性能见表2-2。表2-2各类模具结构及特点比较48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸模具种类比较项目单工序模（无导向）（有导向）级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13-IT10级可达IT10-IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.2-6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm零件平面度低一般中小型件不平直，高质量制件需较平由于压料冲件的同时得到了较平，制件平直度好且具有良好的剪切断面生产效率低较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性不安全，需采取安全措施比较安全不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的生产形状复杂，平直度要求高的中小型制件的大批量生产通过对比分析，我选用方案三，因为该工件生产批量较大，如果把三道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约资源，降低成本。2.3选择模具结构形式根据模具类型确定模具的各个部分的具体结构形式。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2.3.1模架及导向方式的确定（1）模架的确定模架已经经国家标准化，根据国家标准模架主要有两类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架。另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。其中导柱模模架的导向结构形式有滑动导向和滚动导向两种。考虑到零件的精度不是很高，所以采用滑动导向模架。滑动导向模架的结构形式有六种，分别为对角导柱模架，后侧导柱模架，后侧导柱窄形模架，中间导柱模架，中间导柱圆形模架，四角导柱模架。在此选择后侧导柱模架，如图2-2所示，后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，在由冲压分析可知，该零件结构简单，精度要求不高，只需一次冲裁即可成型。所以选择后侧导柱模架。图2-2后侧导柱模架（2）导向方式的确定48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸导向装置有多种形式，常用的两种有导柱导套导向和导板导向。前面已经确定模架的形式为后侧导柱模架，所以选择导柱导套导向。导柱和导套的结构已经是标准化，根据国家标准，在此选择B型滑动导柱如图2-2所示，B型滑动导柱结构简单，制造方便。导柱已经确定，根据国家标准确定导套结构形式，在此选择与B型滑动导柱配套使用的A型滑动导套如图所示。2.3.2定位方式的选择（1）送进导向方式的选择送进导向方式有两种，分导料销导向和导料板导向。该模具采用的是条料，模具的类型采用的是复合模。在此选择复合模中常用的导料销导向，在模具中设两个导料销，并位于条料的同一侧，该模具是从前向后送料，所以导料销装在右侧。导料销的形式为固定导料销。（2）送料定距方式的选择常见限定条料送进的距离的方式有两种：一种是用挡料销挡住搭边或冲件轮廓以限定条料送进距离的挡料销定距；另一种是用侧刃在条料侧边冲切不同形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距。在此模具中采用挡料销定距，挡料销根据工作特点及作用分为固定档料销，活动挡料销和始用挡料销。在此模具中采用国家标准的固定挡料销。固定挡料销的结构简单，制造容易，广泛应用与冲制中、小型冲裁件的挡料定距。2.3.3卸料装置的选择卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结构形式有固定（刚性）的，弹压的和废料切刀等。在此模具中采用弹压卸料装置。弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用，又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸3排样设计与计算材料利用率3.1弯曲件坯料尺寸的计算（1）弯曲中性层位置的确定根据中性层的定义，弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径：式中：r—零件的内弯曲半径；t—材料厚度；x—中性层位移系数。查表3-1所得x=0.32。=（2+0.32×2）mm=2.64mm表3-1中性层位移系数X值r/tXr/tXr/tx0.10.210.80.3030.400.20.221.00.3240.420.30.231.20.3350.440.40.241.30.3460.460.50.251.50.3670.480.60.2620.38≥80.500.70.282.50.39（2）坯料长度中性层位置确定后，对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接采用下面介绍的方法计算坯料长度。而对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在利用下述公式初步计算配料长度后，还需反复试弯不断修正，才能最后确定坯料的形状及尺寸。对于该零件的结构尺寸可知其圆角半径r﹥0.5t。r﹥0.5t的弯曲件由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，即Lz=l1+l2+πα/180°=l1+l2+πα/180°（r+xt）式中：Lz—坯料展开总长度；α—弯曲中心角;（°）48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸Lz=（56+10+3.14×2.64×90°/180°）mm=70.1448mm整个U形弯曲件尺寸：L=70.1448×2+4.4=144.7mm（3）最小弯曲半径最小弯曲半径是表示弯曲变形极限变形程度的一个参数指标。在保证弯曲变形区材料外表面不发生破坏的条件下，弯曲内表面所能形成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。该零件弯曲半径为2mm，Q235材料在冷作硬化状态的最小弯曲半径为1mm，因此满足要求。3.2排样设计与计算材料利用率排样是在模具中具有重大意义，排样的正确与否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。(1)搭边值的确定排样的方法有三种，分为有废料排样、少废料排样和无废料排样。此零件排样方法采用有废料排样。有废料排样：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。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，同时边缘毛刺易被凸模带入间隙影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。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。沿直线或曲线切断获得冲件。搭边：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。作用：①补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；②增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；③可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，提高模具寿命。一般来说，搭边值是由经验确定的。表3-2列出了冲裁时的最小搭边值。因为此次设计采用的往复送料形式，故由表可查得搭边值：冲裁时的最小搭边值的大小为：a＝2.2mm，a1＝2mm。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表3-2搭边值和侧边值的数值材料厚度t圆件及r>2t圆角矩形边长l≤50矩形边长l>50或圆角r≤2工件间a1侧边a工件间a侧边a1工件间a1侧边a0.25以下1.82.02.22.52.83.00.25-0.51.21.51.82.02.22.50.5—0.81.01.21.51.81.82.00.8—1.20.81.01.21.51.51.81.2—1.51.01.21.51.81.92.01.6—2.01.21.52.02.22.02.2(2)送料步距与条料宽度计算计算送料步距S定义：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲出一个或多个零件。送料步距由公式3-1计算：S=s+a1(（3-1）式中：s—平行于送料方向的冲裁件宽度；a1—冲裁件之间的搭边值；S=s+a1=20mm+2mm=22mm计算条料宽度定义：条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值。条料宽度：B=（Dmax＋2a）式中：B—条料宽度的基本尺寸(mm)；a—侧面搭边；D—平行于送料方向的冲裁件宽度；Δ—条料宽度的单向（负向）偏差，查表得Δ=0.7。B=（Dmax＋2a）48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸(3)钢板的选取查[7]选取钢板的规格为：L×B×H=2500mm×600mm×2mm排样方案:方案一如图3-1所示：图3-1一模两件排样图计算材料利用率定义：冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫做材料的利用率，它是衡量合理利用材料的指标。一个步距内的材料利用率计算公式如下：=（A/B×S）×100﹪（3-2）式中：A—一个步距内冲裁件的实际面积48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸B—条料宽度S—步距一个步距内冲裁件的实际面积：A=144.7×20－（3.14×3²×2＋3.14×5²×2﹢4.4×20﹚=2583.68mm2所以一个步距内的材料利用率：η＝A/BS×100%=（2583.68/150×22）×100%≈78.29%一张条料上材料的利用率：η′=(nA／LB)×100%式中：n—一张条料上冲裁件的总数目；A—一个步距内冲裁件的实际面积；B—条料宽度；L—条料长度。计算结果η′≈77.85%一张板料上材料的利用率：η″=（n′A／LS1）×100%（3-3）式中：n′—一张板料上冲裁件的总数目；A—一个步距内冲裁件的实际面积；L—板料长度；S1—板料宽度。计算结果为η″≈77%由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：1、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。2、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3、模具结构简单、寿命高。4、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。方案二如图3-2所示：图3-2一模一件排样图计算材料利用率一个步距内的材料利用率：η1≈78.55%一张条料上材料的利用率：η1′≈78%一张板料上材料的利用率：η1″≈77.5%根据上述两种排样方案，得出了两种不同的材料利用率，比较η1＞η。但是第一种排样方案有利于生产率的提高，降低生产成本，因此选用第一种排样方案。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸4冲压力的计算4.1落料力F落的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深（凸模行程）而变化的，通常所说的冲裁力是指冲裁力的最大值，计算冲裁力的目的是为了选用合适的压力机、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，以适应冲裁的需求。普通平刃冲裁模，其冲裁力F按公式4-1计算：F=KLt(4-1)式中：F—冲裁力L—冲裁周边长度t—材料厚度—材料抗剪强度K—系数系数K是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取K=1.3。的数值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，本设计的值查表得=（303MPa～372Mpa）材料厚度：t=2mm冲裁周边长度：L=2×（145+20）mm=330mmF落=KLt=1.3×330×2×（303～372）N=（259974～319176）N4.2冲孔力F冲的计算L1=（3.14×6×2＋3.14×10×2）mm=100.48mm冲孔力由公式4-2计算：F冲=KL1t(4-2)=1.3×2×100.48×（303～372）N=（79158～97184）N48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸4.3切断力F切的计算L2=（20×2）mm=40mm切断力由公式4-3计算：F切=KL2t(4-3)=1.3×40×2×（303～372）N=（31512～38688）N4.4卸料力F卸的计算在冲模结束时，由于材料弹性回复（包括径向弹性回复和弹性翘曲的回复）及摩擦的存在，将冲落部分材料强塞到凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需力称卸料力，将强塞到凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力。因此，需要有推件力和卸料力的作用。该模具中只有卸料力，卸料力的计算公式如下：卸料力：F卸=KF冲(4-4)式中：K—卸料力系数，其值为0.02～0.06（薄料取大值，厚料取小值）F冲—冲孔力卸料力的系数通过查[5]确定，卸料力系数K=0.04由公式4-4得卸料力F卸=KF冲=0.04×﹙79158～97184）N=（3166～3887）N4.5弯曲力F自的计算自由弯曲时的弯曲力：F自=0.7KBt²/r+t(4-5)式中：自—自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；—弯曲件的宽度；—弯曲件内弯曲半径；—材料的抗拉强度；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸K—安全系数，一般取K=1.3。所以F自=0.7KBt²/r+t=0.7×1.3×20×2²×﹙375～460）／4=（6825～8372）N4.6总压力的计算总压力等于该模具中所有压力之和。即F总=F落＋F冲＋F切＋F卸＋F自=(380～467)KN故模具的总压力取为400KN。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5压力中心的确定和初选压力机5.1压力中心的确定模具压力中心是指冲压时诸冲压力的作用点的位置。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块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线。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磨损，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。解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置X0，Y0（即x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。按比例画出零件形状，选定坐标系XOY，如图5-1所示。图5-1压力中心48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸由公式：X0＝(L1X1+L2X2+……LnXn)／(L1+L2+……Ln)（5-1）Y0＝(L1Y1+L2Y2+……LnYn)／(L1+L2+……Ln)（5-2）得X0＝（31.4×32+62×18.84+……+132.4×31.4）／（31.4+18.84+……+31.4）＝76.575Y0＝（10×31.4+10×18.84+……+10×18.84）／（18.84+31.4+……+31.4）＝10根据计算得出压力中心的坐标为（76.575,10）。由于该点位于模柄孔投影范围内，因此压力机工作过程中能够制作出合格的制件。5.2初选压力机冲压工作是将冲压模具安装在冲压机上进行的，因而模具的设计要与冲压设备的`类型和主要规格相匹配，否则是不能工作的。正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列重要问题。5.2.1冲压设备类型确定压力机按床身及结构可分为开式和闭式曲柄压力机。开式压力机有固定台式、可倾式和升台式三种。固定台式压力机刚性、抗震性和稳定性好，适用较大吨位。可倾式压力机产生的废料可通过自重滑下。升台式压力机适用于模具高度变化较大的冲孔、修边及弯曲工序。冲压设备类型的确定主要是根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求等来选择。对于零件此类小型冲裁件，主要选用开式曲柄压力机。开式曲柄压力机虽然刚度不高，但是由于它提供了极为方面的操作条件和易于安装附属装置的特点，适宜于精度要求不太高的冲压件生产，目前是中小型冲压件生产的主要设备。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5.2.2冲压设备规格的选择在选定了冲压设备的类型后，应该进一步根据冲压件的大小、模具尺寸及冲压力及模具尺寸来选择设备的规格。确定压力机规格时，一般应遵循以下原则。（1）压力机的公称压力不小于冲压工序所需的压力。（2）压力机滑块行程应满足工件高度上能获得所需尺寸，并在冲压后能顺利地从模具上取出工件。（3）压力机的闭合高度、工作台尺寸和滑块尺寸等应满足模具的正确安装。尤其是压力机的闭合高度应于冲模的闭合高度相适应。（4）压力机的滑块行程次数应符合生产率和材料变形速度的要求。表5-1J23系列开式可倾压力机主要技术参数技术参数代号单位型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-63滑块公称压力PekN31.563100160250350630滑块行程Smm2535455565100100封闭高度H2mm120150180220270290400连杆调节量M1mm25303545556080滑块中心线至机身距离C1mm90110130160200200310滑块地面尺寸左右amm100140170200250250430前后bmm90120150180220220360模柄孔尺寸直径dmm25303040404050深度lmm40555560606070垫块厚度H1mm30303540506580最大倾斜角°45453535303025工作台尺寸左右amm250310370450560610450前后bmm16020024030037038031048 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸根据4.6已算出的总的冲裁力F＝380～467KN以及最小公称压力P＝380KN，考虑压力机的适用范围，故选择开式双柱可倾式压力机，其型号为J23-63，其部分参数如下：公称压力：630KN；滑块行程：100mm；最大倾斜角度：25°；最大闭合高度：400mm；模柄孔尺寸（直径×深度）：φ50mm×70mm工作台尺寸：前后：310mm；左右：450mm；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸6模具的结构计算6.1冲裁间隙冲裁间隙Z指凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口尺寸dT的差值，Z表示双面间隙，单面间隙用Z/2表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。表6-1冲裁模初始双面间隙值材料厚度t/mm08、10、35、0．9Mn2、Q23516Mn40、5065Mn小于0.5极小间隙0.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380查得：=0.246=0.36048 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸6.2工作零件刃口尺寸计算凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸模、凹模刃口尺寸及其公差来保证。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。凸模、凹模刃口尺寸计算原则：由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都是以光亮带的尺寸为基准。落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刃口挤切材料产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端（端面）尺寸等于凸模尺寸。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大，因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则：（1）设计落料模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来确定。（2）根据冲裁模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件最大极限尺寸。这样，凸凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用X表示，其中为工件的公差值，χ为磨损系数，其值在0.5～1之间。根据工件制造精度选取：工件精度IT10以上：X=1工件精度IT10～IT13：X=0.75工件精度IT14：X=0.5（1）不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值。（2）选择模具刃口制造公差时，一般冲模精度高于工件精度2～4级。对于形状简单的圆形、方形尺寸，其制造偏差值可按IT6～IT7级来选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的，制造偏差可取工件相应部位公差值的1/8并冠以“±”。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（3）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对磨损后无变化的尺寸，一般标注双偏差。凸、凹模工作部分加工方法的选择：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以分为两种情况。凸模与凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应选用凸模与凹模分开加工方法。采用这种方法，是指凸模与凹模分别按图纸加工至尺寸。要分别标注凸模凹模刃口尺寸与制造公差(凸模δp、凹模δd)，它适用于圆形或简单形状的制件。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙Zmax，必须满足下列条件：│δp│＋│δd│≤Zmax－Zmin新制造的模具应该是│δp│＋│δd│≤Zmax－Zmin。否则制造的模具间隙已超过允许变动的范围Zmax－Zmin。凸、凹模刃口尺寸计算方法：凸模与凹模分开加工的方法计算落料凸、凹模的刃口尺寸。根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的极小尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值Zmin。其计算公式如下：落料：D凹=(Dmax－x△)(6-1)D凸=(D凹－Zmin)=(Dmax－x△－Zmin)冲孔：d凸=(dmin+x△)(6-2)d凹=(d凸+Zmin)=(dmin+x△+Zmin)校核│δp│＋│δd│≤Zmax－Zmin孔心距：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸孔心距属于磨损后基本不变的尺寸。在同一工步中，在工件上冲出孔距为L±△/2两个孔时，其凹模型孔中心距Ld可按下式计算：Ld=L±1/8△（6-3）式中：D凹、D凸—分别为落料凹模和凸模的基本尺寸；d凹、d凸—分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸；Dmax—落料件最大极限尺寸；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；△—冲裁件的公差；x—磨损系数；δ凸、δ凹——分别为凹模和凸模的制造偏差，凸模偏差取负向（相当于基准轴的公差带位置）,凹模偏差取正向（相当于基准孔的公差带位置）。对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系：│δ凸│＋│δ凹│≤Zmax－Zmin表6-2简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差mm公称尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹公称尺寸凸模偏差δ凸凹模偏差δ凹≤18＞18~30＞30~80＞80~120＞120~180－0.020－0.020－0.020－0.025－0.030＋0.020＋0.025＋0.030＋0.035＋0.040＞180~260＞260~360＞360~500＞500－0.030－0.035－0.040－0.050＋0.045＋0.050＋0.060＋0.070外形144.7mm×20mm由落料获得，2×mm，2×mm和30±0.12mm由冲孔同时获得，查表6-2得Zmin=0.246mm，Zmax,0.360mm，则Zmax－Zmin=(0.360－0.246)mm=0.114mm由公差表查得：2×mm，2×mm和30±0.12mm为IT12级，取X=0.75。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（1）冲孔2×mm时，设凸、凹模分别按IT8级和IT9级加工制造，则冲孔：===6.09=校核：||+||≤0.018+0.030≤0.360—0.2460.048＜0.144（满足间隙公差条件）（2）冲孔2×mm时，设凸、凹模分别按IT8级和IT9级加工制造，则冲孔：=====校核：||+||≤0.036+0.022≤0.360—0.2460.058＜0.114（满足间隙公差条件）对于尺寸144.7，选=0.5；尺寸20，选=0.75。落料凹模的基本尺寸计算如下：落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是144.2，19.84，凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值Zmin=0.246mm。孔距尺寸：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸6.3弯曲模工作部分尺寸的设计6.3.1凸模圆角半径当工件的相对弯曲半径r/t较小时，凸模圆角半径rT取等于工件的弯曲半径，但不应小于最小弯曲半径值。当r/t＞10时，则应考虑回弹，将凸模圆角半径rT加以修正。6.3.2凹模圆角半径凹模圆角半rA=不能过小，以免擦伤工件表面，影响冲模寿命。凹模两边的圆角半径应一致，否则在弯曲时坯料会发生偏移。rA值通常根据材料厚度取为：t≤2mmrA=（3～6）tt=2~4mmrA=（2～3）tt＞4mmrA=2t该模具结构中的弯曲凹模圆角半径为6mm，凸模圆角半径为2mm48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7模具主要零部件设计设计主要零部件时，首先应考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凸凹模。冲模的定位装置零件是用来保证材料的进料正确即在冲模中保持位置的正确性。定位零件的种类很多，主要有导料板、导料销、挡料销、侧刃、导正销和定位板等。7.1凹模设计凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。模具的各尺寸计算公式如下：凹模厚度H=kb（7-1）凹模边壁厚c=(1.5～2)H（7-2）凹模板边长L=b1+2c（7-3）凹模板边宽B=b2+2c（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（1）查表7-1得：K=0.35～0.548 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸根据公式（7-1）可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb=（0.35～0.5）×144.7=50.645～75.135mm取标准厚度为55mm。（2）根据公式（7-2）可计算凹模壁厚：c=(1.5～2)H=1.5×55～2×55=82.5～110mm取凹模边壁厚为85mm。（3）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：L=b1+2c=144.7+2×85=314.7mm（4）根据公式（7-4）可计算凹模宽：B=b2+2c=20+2×85=190mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料定位精度。查表取标准B=200mm（送料方向）。凹模轮廓尺寸为：GB315mm×200mm×55mm。凹模材料选用Cr12，热处理60～64HRC。7.1.1凹模材料的确定落料凹模的作用是起落料的作用，该零件在模具上所受力较大，对硬度、强度的要求较高。该零件选择材料为Cr12，Cr12具有更高的淬透性、耐磨性和承载强度，且淬火变形小。它的强度、硬度，能够满足零件的加工要求。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.1.2凹模的固定方式凹模采用销钉和螺钉固定。销钉的数量为两个，其位置按对称分布。螺钉的数量为两个，其位置按对称分布。这样有利于力的均匀分布。7.1.3凹模精度的确定根据凹模作为工作零件，其精度要求较高，外形精度为IT8级，内型腔精度为IT7级，表面粗糙度Ra为3.2um，上下平面的平行度为0.04。7.1.4凹模的零件图根据以上计算绘制出凹模零件图，如下图7-1所示：图7-1凹模7.2凸模的设计7.2.1凸模的结构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。直通式凸模的工作部分和固定部分的形式与尺寸做成一样，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，成形部分常采用成型磨削。对于圆形凸模，48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸GB2863-81的冷冲模标准已制订出这类的凸模的标准结构形式与尺寸规格。设计时可按国家选择。7.2.2凸模的长度确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、落料凹模的总和。凸模长度为：L=h1+h2+t+h(7-5)式中：h1—凸模固定板厚度；h2—卸料板厚度；t—材料厚度；h—增加长度。它包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度（0.51mm）、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取1020mm。根据公式7-5得凸模长度为：L=h1+h2+t+h=32+16+2+12=62mm冲孔凸模的长度为62mm。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图7-2凸模简图7.2.3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。形状简单且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合金工具钢Cr12、Cr12MoV、CrWMn等制造，淬火硬度58～62HRC，要求高寿命、高耐磨性的凸模，可选硬质合金材料。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。淬火硬度取HRC取58～62。7.2.4凸模的固定方式平面尺寸的比较大的凸模，可以直接用销钉和螺栓固定。中、小型凸模多采用台见肩、吊装或铆接固定。对于有的小凸模还可以采用粘接固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理和更换。根据冲孔凸模的特点和我们整套模具的要求，选用凸模固定板对冲孔凸模进行固定。7.2.5凸模零件的精度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Ra为1.6um，同轴度为0.02。7.2.6凸模的强度校核在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目的是检查其凸模的危险端面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。对于圆形凸模：式中：d—凸模最小直径(mm)；t—冲压材料厚度（mm）；—材料抗剪强度（㎜）；—凸模材料的许用压应力（MPa）。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸经计算d≥4mm。该凸模直径为d=6mm，因此该凸模强度足够。7.3凸凹模的设计7.3.1凸凹模外形的介绍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，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凸凹模壁厚的确定凸凹模是冷冲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，故最小壁厚应大些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装冷冲模的凸凹模最小壁厚见下表7-2。表7-2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材料厚度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4.9mm，该壁厚为4.9mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为5mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。7.3.3凸凹模洞口类型的选取本设计采用的是正装式复合模，凸凹模在下模，采用上出料方式，需要设计凸凹模洞口类型，排出积存废料。设计凸凹模48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模等。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。凸凹模洞口的类型如图7-3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。但因废料的聚集而增大了推件力和凸凹模的涨裂力，给凸凹模的强度都带来了不利影响。一般冷冲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。因为该制件形状复杂，所以将落料模设计成直通式凸模。综上所述，本设计选用a型洞口。图7-3凸凹模洞口的类型7.3.4凸凹模的尺寸设计凸凹模的内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。凸凹模的尺寸是与凸模、凹模配作；凸凹模设计成台阶式凸凹模。凸凹模高度：H取60mm长度L取120mm根据计算凸凹模简图如7-4图所示：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图7-4凸凹模简图7.3.5凸凹模零件精度确定零件精度：外形精度公差为IT7，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，用快走丝线切割的方式能达到该要求。7.4弯曲凹模的设计弯曲凹模如图7-5所示：图7-5弯曲凹模7.5卸料装置的设计表7-3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/mm0.050.10.1548 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表7-4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根据以上计算，卸料板简图如图7-6所示：图7-6卸料板简图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7-3确定，取0.15mm。卸料板的厚度为16mm，卸料板与凹模的外形尺寸相同。卸料板上设置了4个螺钉。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度45～48HRC，卸料板的标记为：124mm×20mm×16mm。7.6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。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.7卸料板的结构设计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。根据本套模具的结构和压力中心的位置确定了与凸凹模配合的型腔的位置卸料板的压力中心与整幅模具的中心相重合。7.8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IT12级，粗糙度Ra为3.2；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Ra为1.6；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Ra为3.2。7.9卸料螺钉的选用卸料板上设置四个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M10×10mm。卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间。7.10弹性装置的选用弹性装置主要有弹簧和橡胶两种，因为该模具为复合模具，所以采用弹簧作为卸料板的弹性元件。⑴根据总卸料力F卸以及模具结构估计拟用弹簧个数n，计算每个弹簧所承受的负荷F预。F预=F卸/n（7-6）式中n—弹簧个数预压力由公式计算：F预=F卸/n=3200/4=800N⑵查有关弹簧规格，初选弹簧规格为15mm×2mm×55mm。其具体参数是：D=15mm，d=2mm，t=4.3mmF2=1330N，△H2=22.1mm，H0=55mm，n=12.4，f=1.83mm。⑶计算△H0：△H0=（F预/F2）×△H2=（800/1330）×22.1=13.26mm⑷校核：设△Hˊ=2mm，△H〞=5mm△H=△H0+△Hˊ+△H〞=（13.26+2+5）mm48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=20.26mm由于20.26＜22.1即△H2＞△H。所以，所选弹簧式合格的，其特性曲线如图7-7所示：图7-7弹簧特性曲线图7.11垫板的设计垫板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3～16mm，查参考文献[10]P76表4-2取标准件GB/T7643.3。垫板尺寸为125mm×20mm×12mm。如下图7-8所示：·图7-8垫板简图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.12斜楔的结构设计斜楔的尺寸及角度计算滑块角度α一般取40°，为了增大滑块的行程，α取50°图7-9斜楔受力分析图表7-5α与S/的相应关系α/（°）304045505560S/0.57730.83911.01.19171.42811.7320斜楔的受力状态当滑块作水平运动时斜楔的受力状态如图7-9所示。图7-10滑块水平运动示意图受力计算48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图中—为斜楔的倾斜角L—为压力机的行程P—冲压力S—加工过程的行程V—滑块底面所承受的力Q—斜楔斜面所承受的力F=P/F=7000/0.8391≈8342N=8342/0.766=10890N=8342×0.8391=7000N滑块行程S≥12斜楔长度H=45，滑块长度=（1.25～1.75）H=58.75～82.25实际滑块长度=75，符合长度要求。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸8标准件的选用8.1模架的选用该模具采用的是滑动导向后侧导柱模架。以凹模周界尺寸为依据查[9]P223选择模架规格。上模座：L/mm×B/mm×h/mm=315mm×200mm×45mm下模座：L/mm×B/mm×h/mm=315mm×200mm×50mm闭合高度H：220mm～260mm8.2导柱与导套的设计表8-1导柱、导套配合间隙配合形式导柱直径模架精度等级配合后的过盈量I级II级配合间隙值≤18≤0.010≤0.015＞18～30≤0.011≤0.017＞30～50≤0.014≤0.021＞50～80≤0.016≤0.025滚动配合＞15～350.01～0.02导柱与导套的结构、尺寸一般都是直接由标准中选取，在选用时导柱的长度应保证冲模在最底工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于（10～15）mm。在最高工作位置时，导柱上端面与导套的下端面的距离不小于（10～20）mm，而下模座底面与导柱底面距离为（0.5～1）mm，导柱和导套的配合精度由表8-1查处选择II级。由[9]P223表10-12可知模架的闭合高度Hmin=220mm，Hmax=150mm。选择导柱长度H范围为：220—（10～15）mm≤H≤260—（10～20）mm。205≤H≤245导套长度H范围为：260—220+（10～20）+（10～15）mm≤H48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸H≥60mm由以上计算可选标准导柱导套参数如下：导柱：d/mm×L/mm=35mm×210mm；导套：d/mm×L/mm×D/mm=35mm×115mm×50mm。8.3模柄的尺寸的确定模柄是连接上模与压力机的零件，在该模具中采用的是冷冲模柄中的通用模柄A60×115GB2862.3—81•Q235。模柄的尺寸是根据所选压力机模柄孔尺寸来确定，根据所选压力机的模柄孔直径为50×70，由此可得模柄的尺寸为50×70。8.4其它螺钉长度选择根据紧固件的需要选择标准件，其长度尺寸查[9]P312表14-2和P315表14-5确定。8.5圆柱销尺寸选用标准根据其定位的零件不同选用不同的长度，尺寸查[7]P427表20-2确定。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸9冲压设备的校核与选定9.1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得。该模具闭合高度：H闭=H上+H下+H+H卸+H固+H垫+h（9-1）式中：H—凸凹模厚度；（60mm）h—附加长度；（10mm）H闭=45+55+60+16+32+12+10=230mm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J23-63的最大闭合高度为380mm，可以使用。9.2压力机的选定通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为380～467KN，选择开式双柱可倾压力机J23-63能够满足使用要求。其主要技术查表9-1得参数如下：公称压力：630KN滑块行程：100mm最大闭合高度：380mm工作台尺寸（前后×左右）：310mm×450mm垫板尺寸（厚度）：80mm模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm最大倾角高度：25°48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表9-1J23系列开式可倾压力机主要技术参数技术参数代号单位型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63滑块公称压力PekN31.563100160250400630滑块行程Smm2535455565100100封闭高度H2mm120150180220270330380连杆调节量M1mm25303545556580滑块中心线至机身距离C1mm90110130160200250310滑块底面尺寸左右amm100140170200250300400前后bmm90120150180220260360模柄孔尺寸直径dmm25303040405050深度lmm40555560607070垫块厚度H1mm30303540506580最大倾斜角°45453535303025工作台尺寸左右amm250310370450560700450前后bmm16020024030037046031048 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸10模具总装图结构简述此制件通过以上的设计，可得到模具总装图10-1。模具的上模部分由上模座、垫板、凸模、凸模固定板、落料凹模、弯曲凹模板等组成。上模座、凸模垫板、凸模固定板、及落料凹模、弯曲凹模用4个M8螺钉和2个Φ6圆柱销固定。螺钉选取：M8×60mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：2个Φ6×65mm的标准件，采用45钢。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板、斜楔、滑块、弹簧等组成。下模座、下模垫板、卸料板、凸凹模固定板用4个M8的螺钉和2个M6的螺钉固定。卸料螺钉选取：M6×60mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：Φ4×50mm的标准件，采用45钢。螺钉选取：M8×35mm的标准件，采用45钢。冲孔废料由漏料孔漏出。图10-1总装配图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸结论综上所述，盖板一模两件冲孔落料切断弯曲复合模具设计主要是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。此模具结构比较复杂，在设计时保证到了模具结构的合理性。另外，由于我知识有限，对实践的缺乏，所以有很多地方都是在老师们的指导和同学们的帮助下完成的。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸致谢本文是在伍倪燕老师的悉心教导下完成的，在此，我向她表示衷心的感谢，感谢她给我传授的知识和对我图纸的高标准指导，在伍倪燕的指导下我学到的知识和方法将使我终生受益。也是她的教导才使我的毕业设计能按期完成，同时，也要感谢学校给予的机会和同学们的无私帮助。最后，要感谢在百忙之中抽空来参加我毕业答辩的评审老师们，望你们对我论文的不足之处进行批评指正。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸参考文献[1]成虹.冲压工艺与模具设计[M].北京：高等教育出版社,2007.[2]徐政坤.冲压模具设计与制造[M].北京：化工业出版社,2003.[3]陈剑鹤.冷冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社,2001.[4]翁其金.冷冲压技术[M].北京：机械工业出版设,2000.[5]万站胜.冲压模具设计[M].北京：中国铁道出版社,2004.[6]冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海：上海科学技术出版社,1985.[8]许发樾.模具标准应用手册[M].北京：机械工业出版社,1987.[9]张鼎承.冲模设计手册[M].北京：机械工业出版社,1988.[10]史铁梁.冷冲模设计指导[M].北京：机械工业出版社,1999.[11]顾京.数控加工编程及操作[M].北京：高等教育出版社,2005.[12]吕思科.机械制图[M].北京：北京理工大学出版社,2007.[13]许发樾.模具设计应用实例[M].北京：机械工业出版社,2008.[14]王海明.机械制造技术[M].北京：中国农业出版社,2004.[15]阎其凤.模具设计与制造[M].北京：机械工业出版社,2003.48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸附录序号图名图纸大小图纸编号备注1导套A401附页2垫板A402附页3模柄A403附页4凸凹模A404附页5凸模固定板A405附页6卸料板A406附页7导柱A407附页8凸模A408附页9凸模A409附页10切断凹模A410附页11卸料螺钉A411附页12盖板一模两件复合膜装配图A112资料袋48'