毕业设计（论文）-连接板垫片复合模具设计设计说明书【含全套CAD设计图纸】

'购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸连接板垫片复合模具设计摘要本文对连接板垫片复合冲压模具进行简单的分析，根据毛坯的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出冲裁排样设计图、凸模、凹模和凸凹模的结构，采用倒装式复合模冲压，有利于提高生产效率，降低成本、缩短制造周期，模具设计有一定的难度。工艺分析结束后，进行主要零件尺寸的计算，包括凸、凹模以及凸凹模刃口以及毛坯尺寸的计算，然后选取冲压设备，接着是主要零部件的设计和选取，最后进行压力机的校核，采用CAD软件绘制冲压模具工作零件的零件图，绘制垫片倒装复合模的零件图和装配图。关键词：冲压模具；连接板垫片；倒装复合模 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸目录1绪论11.1概述11.2冷冲模成型特点11.3选题背景及意义22冲裁件的结构工艺性分析32.1制件简介32.2材料分析32.3零件结构42.4尺寸精度43确定工艺方案及模具的结构形式53.1冲裁方案的分析及确定53.2方案种类53.3方案的比较与分析54模具总体结构设计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标准模架和导向方式的选择85工艺参数计算105.1排样方式的选择105.1.1搭边值的确定115.1.2材料利用率的计算125.2计算冲裁力的公式135.2.1总冲裁力的计算145.2.2卸料力、推件力的计算155.2.3初选压力机165.2.4初选压力机16III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5.2.5压力中心的确定176刃口尺寸的计算196.1冲裁间隙的确定196.2刃口尺寸的依据与法则及计算207主要零部件的设计247.1凹模设计247.1.2凹模刃口结构形式的选择247.1.3凹模精度与材料的确定247.1.4凹模外形的确定247.2凸模的设计277.2.1凸模结构的确定277.2.2凸模材料的确定277.2.3凸模精度的确定277.2.4凸模尺寸计算277.3凸凹模设计287.3.1凸凹模的结构设计287.3.2凸凹模壁厚的确定287.3.3凸凹模洞口类型的选取297.3.4凸凹模尺寸的设计307.3.5凸凹模材料的选取327.3.6凸凹模精度的确定327.4定位零件的选用327.5卸料装置的选定337.5.1卸料装置的选用337.5.2卸料螺钉的选用337.5.3卸料板外型设计337.5.4卸料板材料的选择337.5.5卸料板的结构设计347.5.6卸料板整体精度的确定34III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.5.7卸料橡胶的选用347.6推件装置的设计367.6.1推件块的设计377.6.2推板的选用377.6.3推杆的设计387.7上下模座的选用387.8连接及固定零件的选用397.8.1螺钉与销钉的选用397.8.2模柄的选用397.8.3凸模固定板的设计407.8.4凸凹模固定板的设计417.8.5垫板的设计418冲压设备的校核与选定438.1冲压设备的校核438.2冲压设备的选用438.3冲压设备的选用439模具结构简述44结论45致谢46参考文献47附录48III 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸1绪论1.1概述随着社会的发展，机械行业的模具专业在我国现代工业发展中成为一个越来越重要的分支。模具渗透着整个社会。不管在那个行业，都有模具的存在。日常生活中轻重工业，都离不开模具生产，模具就是为了得到所需要的产品。模具己广泛应用于电动机和电器产品、电子计算机产品、仪表、家用电器产品与办公设备、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。要什么样的产品，就可以生产什么样的模具，如（塑料模具、冷冲压模具、压铸模、橡胶模）。而目前形势的需要，产品更新换代更快更易，所以模具行业的发展空间很大，有待我们去努力，去探索。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。三年的学习，我对模具设计与制造有了深刻的认识。面临毕业期间，此次单独设计一个连接板垫片复合模具，让我了解了很多的模具结构、模具加工工艺、模具的用途。并且学到不少的书本上没有的知识，就拿冲压模来说，对于影响模具寿命的因素，主要是模具的加工精度和材料的刚度，还有模具的材料，模具生产批量，模具结构等。影响模具的产品质量的主要因素也是模具的制造精度。模具生产过程是一个循序渐进的过程，生产模具过程中可能用到的的机器有很多种类，如（电火花成型机、数控线切割、车床、铣床、刨床、磨床、镗床等）。随着我国工业的迅速发展，中国模具工业水平不仅在质和量的方面有很大提高，而且在行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展，工业产品的外形在满足性能要求的同时，变的越来越复杂，而产品的制造离不开模具，利用计算机辅助软件进行模具设计不但提高模具的制造精度而且还缩短了设计及加工的时间。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸1.2冷冲模成型特点冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低能耗，是其它加工制作方法所不能比拟的。冷冲模具在大批量生产的情况下可以体现出巨大的优势，从而获得好的经济效益。1.3选题背景及意义模具制造的产品与生活息息相关，连接板垫片在生活中随处可见，随着需求增加，大批量生产是一种必然趋势。而一套普通的金属垫片冲裁模的使用寿命达不到所期望的冲压次数。其主要原因有模具结构不合理、模具加工工艺问题、加工设备精度、原材料的热处理。所以要对锁扣模具结构、模具加工工艺进行系统的设计，进而提高模具的使用寿命。毕业之前选择对这个课题进行研究，可以让学生所学专业知识得到一次综合性的运用，能够训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧。为其今后适应工作岗位的需要打下坚实的基础。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2冲裁件的结构工艺性分析2.1制件简介由于现代工业的发展，机械装备中大量运用连接板垫片，而用于工程连接板垫片的需求也随之增加。它用于制件与制件的连接，在各类紧固零件的配合下，达到所需使用要求。工件名称：连接板垫片生产批量：大批材料：10钢材料厚度：2mm公差：IT14如图2-1所示。图2-1连接板垫片制件图2.2材料分析表2-1部分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已退火260～340290～4302102615270～380335～47023025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。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸2.3零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≥1.0t=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。2.4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，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸，属于自由尺寸，按IT12查表2-1得到：φ80-0.15、R10-0.18。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＞400～500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.5548 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸3确定工艺方案及模具的结构形式3.1冲裁方案的分析及确定确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。3.2方案种类该零件包括冲孔，落料两个基本工序，可以采用以下三种方案：(1)先落料再冲孔采用单工序模生产(2)落料-冲孔复合冲压采用复合模生产(3)冲孔-落料连续冲压采用级进模生产3.3方案的比较与分析方案一：具结构简单，但需要两道工序，即两幅模具，生产效率低，操作不安全，劳动强度大，难以满足该产量的年产量要求，故不宜采用。方案二：需要一副模具，冲压件的形状位置和尺寸精度容易保证，且生产效率高。相对方案一较复杂，并且在送料方向上模具的长度会很长，这样不仅浪费材料，也增加了模具的加工难度，并且制造精度高、周期长、成本高，材料利用率较其它低，故不宜采用。方案三：一副模具，生产效率高，冲压件的精度及其模具制造精度比方案三稍低，为保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销或导料板和挡料销，不过在送料方向上的外形比方案三要短些，在一定程度上降低了模具的加工难度，故此方案比较合适。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48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸续表3-1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较，该零件的冲压生产采用方案二为佳。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸4模具总体结构设计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：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。4.2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化送料方式4.3定位方式的选择（1）因为该模具采用的是条料，控制条料的送进导向可选方案：方案一：导料销，其结构简单是标准件，导料销导向定位多用于单工序模和复合模中。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸方案二：导料板，其结构简单是标准件，导料板导向定位多用于单工序级进模。结论，综上所述，该模具适用方案一，用导料销导向。（2）控制条料的送进定距方案有：方案一：固定挡料销。其结构简单，制造容易，广泛用于冲制小型冲裁件的挡料定距，其缺点是销孔离凹模刃壁较近，削弱凹模的强度。方案二：活动挡料销。其结构简单，制造容易，应用广泛。送料时不用抬板，方便送料。结论：经方案比较，选择送料方便，不用抬板的活动挡料销。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。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，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。推件装置分为刚性推件装置和弹性推件装置两种方案。刚性推件装置，由打杆和推件块组成。推件力大，工作可靠，也比较常用。弹性推件装置，同时兼压料、卸料作用，出件力不大，但出件平稳无撞击，冲件质量高，多用于大型薄板以及工件精度要求较高的模具。结论：由于零件厚为2m，精度等级要求不是很高，故采用刚性推件装置。4.5标准模架和导向方式的选择方案一48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸：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。只能一个方向送料。（a）中间导柱（b）后侧导柱（c）对角导柱（d）四导柱图4-1导柱模架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。综上所述，方案二最佳。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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。因此有下列三种方案：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如图5-1所示两种。5-1排样图简图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸5.1.1搭边值的确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表面质量。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L﹥50mm，可确定搭边值a和a1，a取2.2mm，a1取2.0mm，较为合理。表5-1搭边a和a1数值（低碳钢）材料厚度t矩形件边长L≥50mm或圆角r≤2t的工件工件间a1沿边a0.25以下2.83.00.25～0.52.22.50.5～0.81.82.00.8～1.21.51.81.2～1.61.82.01.6～2.02.02.22.0～2.52.22.52.5～3.02.52.8宽度的确定：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；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表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/mm0～11～22～33～5～5050～100100～150150～220220～3000.40.50.70.80.50.60.70.80.90.70.80.91.01.10.91.01.11.21.3表5-3有侧压装置和无侧压装置对照表材料厚度t（mm）无侧压装置有侧压装置条料宽度B（mm）<100≥100～200≥200～300<100≥1000～0.50.5～11～22～33～44～50.50.50.50.50.50.50.51111111111555555888888所以根据以上理论数据由公式（5-1）得出：纵排条料宽度：=31+2×2.2+0.5=35.9-00.6横排条料宽度：=80+2×2.2+0.5=84.90-0.65.1.2材料利用率的计算冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比就叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。关于材料利用率，可用下式表示：(5-2)式中：A-个步距内冲裁件的实际面；B-条料宽度（mm）；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸S-步距(mm)；由图5-1和图5-2及公式（5-2)得：A=80×31-3.14×2−2×5.6×6-1∕2（20×8)=2049mm2横排：=[2049÷(35.4×82)]×100%≈70.6%纵排：=[2049÷(84.4×33)]×100%≈73.6%根据上述纵排、横排两个式子的计算对比，可确定纵排的材料利用率比横排的材料利用率高。结合模具结构总体结构，方便操作，最终选用图5-1纵排作为零件的排样图，具体如图5-3所示：图5-3排样示意图5.2计算冲裁力的公式计算冲裁力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：(5-3)式中：τ-材料抗剪强度，见表5-3(MPa）；L-冲裁周边总长(mm）；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸T-材料厚度(mm）；系数Kp是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，可以用抗拉强度代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。由于10钢的力学性能查表5-4可知：抗剪强度τ取350MPa。τ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τ取值的通过查下表确定，材料厚度t=2mm，取τ=300MPa。表5-4部分材料抗剪强度τ/MPa材料名称牌号材料状态抗剪强度τ/MPa碳素结构钢10已退火26034015270～38020280～40035400～5205.2.1总冲裁力的计算由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自然落料方式。(5-4)式中：F冲-总冲裁力；F1-落料时的冲裁力；F2-冲孔时的冲裁力；冲裁周边的总长(mm）落料周长为：L1=160+125.6=217.6mm冲孔周长为：L2=2×3.14×10=62.8mm落料冲裁力由公式(5-3）得：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=1.3×217.6×2×320=181043.2N冲孔冲裁力由公式(5-3）得：=1.3×2×62.8×320=52249.6N所以可求总冲裁力由公式(5-4）得：=181043.2+52249.6=233292.8N5.2.2卸料力、推件力的计算当上模完成一次冲裁后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而会紧箍在凸模上。为了使冲裁工作连续，操作方便，必须将套在凸模上的材料刮下，将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。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。模具采用弹性卸料装置和推件结构，凹模型口直壁高度h=6mm，所需卸料力F卸和推件力F推分别为：推件力、卸料力计算公式如下：(5-5）(5-6）式中：F推-推件力；F卸-卸料力；F冲-冲裁力；K卸-卸料力系数，见表5-5；K推-推件力系数，见表5-5；N-卡在凹模里的工件个数，n=h/t；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表5-5卸料力、推件力和顶件力系数料厚/mmK卸K推K顶钢≤0.1＞0.1～0.5＞0.5～2.5＞2.5～6.50.065～0.0750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.10.0630.0550.0450.140.080.060.05铝及铝合金紫铜、黄铜0.025～0.080.02～0.060.03～0.070.03～0.09注释：卸料力系数K卸在冲多孔、大搭边和轮廓复杂时取上限值。K推-推件力系数通过查表5-5确定，推件力系数取K推＝0.055；由公式(5-5）得：推件力=6/6×0.055×233292.8=12831.104NK卸-卸料力系数通过查表5-5确定，卸料力系数取K卸＝0.045；由公式(5-6）得：卸料力=0.045×233292.8=10498.176N5.2.3初选压力机由于该冲裁模具采用弹压卸料和下出料方式，所以总的冲裁力（F总）为冲裁力（F冲）、推件力（F推）、卸料力（F卸）之和，即：=233292.8+10498.176+12831.104=256622.08N5.2.4初选压力机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JC23-35型压力机。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表5-6J23系列开式可倾压力机主要技术参数型号J23-10J23-16J23-25JC23-35JH23-40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/mm直径3040404050深度35606060705.2.5压力中心的确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。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）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（0，0）（x=0，y=0），即为所求模具的压力中心。如图5-3所示。单个零件的压力中心计算如下：（5-9）（5-10）式中：X0-压力中心的横坐标；Y0-压力中心的纵坐标；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸L-各线段的长度；X-各线段重心的横坐标；Y-各线段重心的纵坐标。图5-3压力中心示意图分析本制作图2-1可知，该图关于Y轴对称，外轮廓为中心对称，所以压力中心的值为0，只需要求X的值。根据公式（5-9）得落料凸模的压力中心坐标：Xn=（L1X1+L2X2+……+L8X8）/（L1+L2+……+L8）=（80.6×20+······18.84×28.61）/（70.6+······+18.84）=11故求得模具压力中心的坐标值（11，0），在模柄投影范围内，设计合理。48 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，是设计冲裁模只要任务之一。6.1冲裁间隙的确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冲裁间隙值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，能同时满足短命质量最佳、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，使模具寿命达到最长。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值。本套模具采用查表法予以确定其间隙值。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸表6-1冲裁间隙初始双边间隙值mm材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax2Zmin2Zmax小于0.5极小间隙（或无间隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.50.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126根据实用间隙表6-1查得材料Q235的最小双面间隙Zmin=0.246mm,最大双面间隙Zmax=0.360mm。即在配合加工时，要保证合理间隙值在0.246～0.360mm之间。6.2刃口尺寸的依据与法则及计算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；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）48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸分别加工法：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，否则，模具的初始间隙已超过了允许的变动范围Zmin～Zmax，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：Ld=L±1/8Δ(6-5)式中：D凸、D凹-分别为落料凹模和凸模的基本尺寸；d凸、d凹-分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸；Dmax-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；δ凸、δ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：=0.246mm=0.360mm=(0.360-0.246）mm=0.114mm48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸（1）对落料件尺寸310-0.25的凹、凸模偏差值查下表6-2得：δ凸=-0.020mmδ凹=+0.030mm根据条件：则：(0.020+0.030）mm=0.05mm＜0.114mm，所以，满足分别加工条件。（2）对冲孔尺寸10+00.22的凸、凹模偏差查表6-2得：δ凸=-0.020mmδ凹=+0.020mm根据条件：(0.020+0.020）mm=0.040mm0.114mm，所以，满足分别加工条件。表6-2简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模制造偏差公称尺寸凸模偏差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>80～120-0.020-0.020-0.020-0.025+0.020+0.025+0.030+0.035>180～260>260～360>360～500>500-0.030-0.035-0.040-0.050+0.045+0.050+0.060+0.070表6-3磨损系数材料厚度工件公差△11～22～4>4≤0.16≤0.20≤0.24≤0.300.17～0.350.21～0.410.25～0.490.31～0.59≥0.36≥0.42≥0.50≥0.60＜0.16＜0.20＜0.24＜0.30≥0.16≥0.20≥0.24≥0.30磨损系数非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5由上表6-3可查得：按照圆形公差查得磨损系数x=0.75，非圆形件磨损系数x=0.5。零件刃口尺寸如图6-2，根据以上公式分别计算工作零件刃口尺寸见表6-4。（a）落料（b）冲孔48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图6-2工作零件刃口尺寸表6-4刃口尺寸计算表尺寸及分类尺寸转换计算公式结果落料31D凹=(Dmax-χ△)D凸=(D凹-Zmin)D凹=D凸=80D凹=D凸=冲孔10d凸=(dmin+χ△)d凹=(dmin+χ△+Zmin)d凸=d凹=孔心距55.1455.14±0.20Ld=L±1/8△Ld=55.14±0.025通过上述对工作零件刃口尺寸的计算，落料凹模、凸模的尺寸如图6-3：（1）落料凹模尺寸（2）落料凸模尺寸图6-3落料凹模、凸模的尺寸48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7主要零部件的设计设计主要零部件时，首先要考虑主要零部的定位、固定以及总体装配方法，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，无侧压装置。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。7.1凹模设计7.1.2凹模刃口结构形式的选择冲裁凹模刃口形式有直筒式和锥形两种，选用时主要根据冲件的形状、厚度、尺寸精度以及模具结构来确定。由于本模具冲的零件尺寸较大，所以采用刃口为直通式，该类型刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变。7.1.3凹模精度与材料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IT12级，内型腔精度为IT10级，表面精度为Ra3.2μm，上下平行度为0.02，凹模材料选用Cr12Mov，热处理62～64HRC。7.1.4凹模外形的确定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。图7-1凹模外形尺寸示意图凹模采用整体式凹模，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，使压力中心与模柄中心重合。凹模各尺寸计算公式如下：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸凹模厚度：H=KR（7-1）凹模边壁厚：C=(1.5～2)H（7-2）凹模长度的确定公式：L=R+2C（7-3）凹模宽度的确定公式为：B=R+2C（7-4）式中：R-制件最大直径；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冲件材料厚度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=0.2。根据公式（7-1）可计算落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=80×（0.22~0.35）=17.6～28mm根据公式（7-2）可计算凹模边壁厚：C=(1.5～2）H=35～46mm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：L=b1+2c=80+2×40=160mm根据公式（7-4）可计算凹模宽：B=b2+2c=40+2×4048 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸=120mm即：L×B×H=160mm×120mm×24mm查表7-2得凹模尺寸为:160mm×125mm×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、140×10014、16、18、20、22、25125140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×12516、18、20、22、25、28140160×160、200×140、200×160、200×125、250×14016、20、22、25、28、32160200×200、250×160、250×200、280×16018、22、25、28、32、35200凹模外形简图如图7-2所示:图7-2凹模简图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模、材料厚度与附加长度的总和，如图7-3所示。图7-3凸模高度尺寸图7-4凸模示意图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Cr12MoV，热处理60～62HRC。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Ra0.8μm，同轴度为0.02。7.2.4凸模尺寸计算由图7-3可知凸模高度为：L=h1+h2+（1～2）（7-5）式中：L-凸模长度；h1-凸模固定板厚度，h1=(0.6～0.8）H2=15～20=16mm；h2-凹模厚度，可得：h2=25mm；1～2-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（附加长度取1mm）。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸由公式（7-5）得：L=16+25+1=42mm查模具设计大典表22.5-2B型圆凸模可得凸模简图如图7-5所示：图7-5凸模简图7.3凸凹模设计7.3.1凸凹模的结构设计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。凸凹模结构如图7-6所示：图7-6凸凹模结构示意图7.3.2凸凹模壁厚的确定48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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，该壁厚选择为4.9mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为7.3mm，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7-7所示，其中a、b、c型为直筒式刃口凹模，其特点是制造方便，刃口强度但因废料的聚集而增大了推件力和凸凹模的涨裂力，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7-7凸凹模洞口的类型48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸7.3.4凸凹模尺寸的设计表7-4复合模矩形厚凹模和矩形薄板凹模典型组合尺寸凹模周界L80100125160200250B6380100125160200凸凹模长度4246565663配用模架闭合高度H最小140160190210220最大165190225255265孔距尺寸S6276101130164214S13640657090130S245567695124164S4212840556090零件件号、名称及标准编号1垫板厚度（厚/薄）件数6446零件件号、名称及标准编号1垫板厚度（厚/薄）2凸模固定板厚度1212142凸模固定板厚度3凹模厚度（厚/薄）2222253凹模厚度（厚/薄）4卸料板厚度1010124卸料板厚度5凸凹模固定板厚度件数61414165凸凹模固定板厚度6垫板厚度4466垫板厚度7螺钉（厚/薄）4M6×45M8×45M6×557螺钉（厚/薄）6—M12×758圆柱销（厚/薄）26×458×458×5589卸料螺钉（厚/薄）46×388×388×429卸料螺钉（厚/薄）6—12×5548 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸续表7-410弹簧4设计选用。亦可以用橡皮、聚氨酯、蝶形弹簧611螺钉（厚/薄）4M6×M8×M8×11螺钉555565（厚/薄）6—M12×9512圆柱销（厚/薄）26×508×508×701213圆柱销（厚/薄）6×408×408×4013凸凹模高度尺寸如图7-8所示，计算公式如下：L=h+h1+h2+h3（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-弹性卸料板厚度（mm）；h2-弹簧厚度(mm)；H3-凸凹模固定板厚度(mm)；图7-8根据公式（7-6）凸凹模高度：L=h+h1+h2+h3=2+12+16+16=46mm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：90×46mm。凸凹模简图如图7-9所示：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图7-9凸凹模简图7.3.5凸凹模材料的选取由于冲模为复合模，故材料要有良好的耐磨性、抗疲劳性、高强度、足够的韧性、热处理工艺性等。Cr12MoV钢具有较好的淬透性，很高的耐磨性、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。7.3.6凸凹模精度的确定由于该零件为工作零件，起主要成型的作用，对其精度要求较高，外形精度公差为IT8级，表面粗糙度为Ra1.6μm，同轴度为0.02，热处理后硬度为60～62HRC。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。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸选取该模具的挡料销和导料销的直径d=6mm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置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。如图7-10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0.3～0.5mm，以便顺利卸料。弹性卸料装置简图如图7-10所示：1-卸料板；2-弹性元件；3-卸料螺钉图7-10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表7-4查得卸料螺钉选择为：圆柱头卸料螺钉M10×75mmJB/T7650.5。7.5.3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0.15mm。7.5.4卸料板材料的选择48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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0.15mm。表7-5卸料板与凸凹模间隙值mm材料厚度t/mm＜0.50.5～1＞1单边间隙Z/mm0.050.10.15根据查表7-5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（84.9mm）和搭边值（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卸料板整体精度的确定卸料板外轮廓精度要求不高，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，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，精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为Ra3.2。7.5.7卸料橡胶的选用冲裁模卸料与出件装置中，常用元件是弹簧和橡胶，考虑模具结构，该模具采用的弹性元件为橡胶。橡胶允许承受负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较方便灵活，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H自H自=L工/(0.25～0.30）+h修模（7-7）式中：L工-冲模的工作行程，对冲裁模而言，L工=t+1；h修模-预留的修模量，根据模具设计寿命一般取4～6mm；48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸根据公式（7-7）得：H自=L工/（0.25～0.30）+h修模=3/（0.25～0.30）+（4～6）=（10～12）+（4～6）=14～18=18mm（2）确定L预和H装L预=（0.1～0.15）H自（7-8）式中：L预-橡胶的预压缩量根据公式（7-8）得：L预=(0.1～0.15）×18=1.8～2.7=2.0mmH装=H自×L预（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：H装=H自×L预=18.2=16mm（3）确定橡胶橫截面积AA=F/g(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根据公式（7-10）得：A=F/g=9885.564/0.40=24713.91mm2综上所述，结合卸料板的厚度查表7-6，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸160mm×125mm×25mm，从而可以确定卸料板的尺寸。查表7-6，卸料板的厚度为10mm。表7-6固定卸料板厚度mm冲件厚度t<50卸料板宽度125～200>2000～0.86681012>0.8～1.56810121448 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸>1.5～3810121416卸料板简图如图7-11所示：图7-11卸料板简图7.6推件装置的设计（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，推件力大，推件可靠，但不具有压料作用，常用于倒装复合模中。根据本副模具要求，采用刚性推件装置。刚性推件装置由打杆、推板、连接推杆和推件块组成，其结构如图7-12所示：48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸图7-12推件装置示意图7.6.1推件块的设计推件的目的是将制件从凹模中推出。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mm，保证冲孔凸模能正常运动。推件块简图如图7-13所示：图7-13推荐块简图7.6.2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：90mm×40mm×9mm。推板材料的选择：采用45钢作为原材料，热处理硬度43～48HRC。根据以上确定推板的结构尺寸如图7-14所示：图7-14推板简图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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：用的材料是45钢，热处理硬度43～48HRC。根据以上确定推杆零件简图如图7-15所示：图7-15推杆简图图7-16推件装置图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0.8～1.2mm，淬硬58～62HRC。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：A28h6×150×28GB/T2861.1导套：A38H6×80×38GB/2861.6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。7.8连接及固定零件的选用7.8.1螺钉与销钉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M6×M12的螺钉和4～20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M10×75mm的螺钉固定，凸凹模固定板和下模座采用4个M10×50mm的螺钉固定，模柄与上模座采用4个M8×40mm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10×50mm的定位销钉，凸凹模固定板与下模座采用10×70mm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。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸根据本模具结构，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。综上所述，本模具模柄选用：A32JB/T7646.3-1994。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0.6～0.8倍。则凸模固定板的厚度：H凸固=（0.6～0.8）H凹（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凸固=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）×25=15～20mm在由表7-4复合模矩形厚凹模和矩形薄板凹模典型组合尺寸分析得凸模固定板的厚度为16mm。凸模固定板简图如图7-17所示：图7-17凸模固定板简图48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸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0.6～0.8倍。则凸凹模固定板的厚度为：H凸凹固=（0.6～0.8）H凹（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凸凹固=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）×25=15～20mm在由表7-4复合模矩形厚凹模和矩形薄板凹模典型组合尺寸分析得凸模固定板的厚度为20mm。凸凹模固定板简图如图7-18所示：图7-18凸凹模固定板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3～10mm48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸，查参考文献中国模具设计大典：第3卷冲压模具设计22.5-17JB/T7643.3-1994，可得垫板尺寸为160mm×125mm×6mm。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸8冲压设备的校核与选定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：H闭=H上+H下+H垫+L+H－h（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。根据公式（8-1）得模具的闭合高度为：H闭=H上+H下+H垫+L+H－h=40+50+6+42+54－2=190mm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JC23-35的最大闭合高度为280mm，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JC23-35，能满足各项要求，因此选取JC23-35号压力机。8.3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JC23-35，能满足各项要求，因此选取JC23-35号压力机。其主要技术参数如下：公称压力：350KN滑块行程：80mm最大闭合高度：280mm工作台尺寸（前后×左右）：380mm×610mm垫板厚度：60mm模柄孔尺寸：50mm×70mm最大倾角高度：20°48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸9模具结构简述该制件的模具为复合模。通过以上的设计，可得到模具装配图。模具的上模部分由上模座、垫板、凸模固定板、凸模及落料凹模等组成。上模座、垫板、落料凹模及凸模固定板用4个M10×75mm的圆柱头内六角螺钉和2个10×70mm的圆柱销定位。螺钉选取：M10×60mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：10×80mm的标准件，采用45钢。下模部分由下模座、卸料板、橡胶及凸凹模固定板等组成。卸料方式是采用的弹性卸料。下模座、凸凹模固定板用4个M10×60mm的圆柱头内六角螺钉和2个10×50mm的圆柱销定位，下模座、凸凹模固定板、橡胶及卸料板上安装2个M10×75mm卸料螺钉进行卸料。螺钉选取：M12×50mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：12×80mm的标准件，采用45钢。卸料螺钉选取：M12×60mm的标准件，采用45钢。冲孔废料由漏料孔漏出。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸结论此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未来工作单位重要的一步。通过这一段时间的冷冲压毕业设计，从最初的查阅技术文献和资料，UG、AutoCAD画装配图，零件图，到最后编写设计计算说明书，其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。垫片复合模设计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、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、绘制模具结构简图等的整个分析过程，重点在于凸凹模刃口尺寸计算，模具结构复杂程度直接觉得了冲裁件的精度和质量。在设计垫片时，一定要保证模具结构的合理性。在毕业设计设计过程中，通过老师的讲解和指导，以及通过与同学的沟通交流，我对冲裁模的设计过程有了进一步的了解。同时对于装配图绘制过程中涉及到尺寸标注、公差与配合、材料、热处理要求以及其他各项技术要求，我都进行了细致的查阅。经过这次的毕业设计，进一步加强了独自完成项目设计的能力，更加熟练地掌握了查阅资料的方法。同时，我能够系统而扎实地巩固大学以来所学的专业知识，独立研究课题方向，充分利用几年来所学的各种专业知识来进行问题的分析，并通过查阅各种相关文献和交流来解决问题和创新设计。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己成为一个对社会有所贡献的人，为中国机械专业做出自己的微薄之力。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸致谢本文是在刘勇老师的精心指导下顺利完成的此次毕业设计。在此，向他表示衷心的感谢。另外，感谢曾经的任课教师杨宇、唐永艳、曾欣、罗宗平、郭晟等，是他们让我学到了很多知识才使我的毕业设计能够按时完成，感谢校方给予我这样一次机会，能够圆满的完成一个课题，感谢老师及同学的无私帮助。同时要感谢百忙之中参加毕业答辩的评审老师们，对论文的不足之处敬请批评指正。通过此次毕业设计的锻炼，让我对模具设计的基本流程有了更加清晰的认识，对模具的构造有了进一步的认识。在设计过程中，培养了我积极，认真，细心的工作态度，为以后的工作打下了良好的基础。并通过此次锻炼对以后知识学习方向更加明确，相信在以后的模具学习中将更加的顺利。48 购买设计文档后加Q-97666224免费领取CAD图纸参考文献[1]王甫茂主编.机械制造基础.上海：上海交通大学出版社.2008[2]张鼎承主编.冲模设计手册.北京：机械工业出版社.1999[3]阎其凤.模具设计与制造.北京：机械工业出版社.2003[4]翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社.1999[5]李正风.机械设计基础.上海：上海交通大学出版社.2005[6]许发樾.模具设计应用实例.北京：机械工业出版社.1999[7]刘力主编.机械制.北京：高等教育出版社.2008[8]史铁梁主编.冷冲模设计指导.机械工业出版社.2008[9]许发樾主编.模具标准应用手册.北京：机械工业出版社.198748 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冲孔凸模零件图A401附页2凸凹模零件图A402附页3落料凹模零件图A403附页4凸模固定板零件图A404附页5推件块零件图A405附页6凸凹模固定板零件图A406附页7垫板零件图A407附页8卸料版零件图A408附页9上模座零件图A309附页10下模座零件图A310附页11连接板垫片冲压模装配图A111资料袋48'