链片冲压工艺及模具设计

链片冲压工艺及模具设计,冲压,工艺,模具设计 链片冲压工艺及模具设计 目 录 1 绪论 1 2 冲裁工艺分析 2 2.1零件图 2 2.2 几何形状 2 2.3 最小孔距、孔边距 2 2.4 冲载件的精度和断面粗糙度 2 2.5 材料 3 3 冲裁工艺方案的确定 4 3.1冲裁工艺方案的选择 4 3.2 冲裁工艺方案的种类 4 3.3 冲裁工艺方案的比较 4 3.4 冲裁工艺方案的确定 4 4 模具总体结构设计 6 4.1 送料方式的确定 6 4.2 定位方式的选择 6 4.3 卸料方式的选择 6 4.4 导向方式的选择 6 5 冲载工艺计算 7 5.1 计算条料宽度及步距的确定 7 5.1.1 搭边值的确定 7 5.2 排样及裁板方式确定 7 5.2.1 排样 7 5.2.2 裁板方式与利用率的计算 9 5.3 冲压力计算 10 5.3.1 力的计算 10 5.3.2 计算工序冲压力 11 5.4 初步预选压力机 11 I 5.5 确定压力中心 12 5.6 弹性元件选择计算 12 6 凸凹模刃口尺寸计算 13 6.1 冲裁间隙 13 6.2 刃口尺寸的计算 14 6.2.1 凸、凹模刃口尺寸的基本原则 14 6.2.2 计算凸、凹模刃口尺寸 14 6.3 冲裁刃口高度的确定 17 6.4 工作零件刃口尺寸计算 17 7 冲裁模主要零部件的结构设计 19 7.1 模具总体设计 19 7.2 模具零件设计 20 7.2.1 工作零件设计 20 7.2.2 定位零件的确定 22 7.2.3 卸料零件设计 22 7.2.4 推件零件设计 23 7.2.5 固定板、垫板设计 24 7.2.6 模架、模柄的选择 26 7.2.7 螺钉及销钉的选择 27 8 选定设备 28 结论 29 致谢 30 参考文献 31 附录 32 II 1 引言 冷冲压技术从最初的作坊式生产到现在的专业化模具工业生产，从无到有发展迅速。而我国模具工业在近20年来发展更是迅速，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，发展前景广阔。 随着工业的发展，工业产品的品种、数量越来越多，对产品质量和外观的要求，更是日趋精美、华丽。所以改革开放20多年以来，我国已成为使用各类模具的大国，其中，汽车、摩托车与家电产品生产用的各类模具的年需求量已占全国模具总量的60%以上。但是，我国模具生产能力和水平，与国外相比则差距颇大，造成20世纪90年代模具进口量占全国模具销售总额的1/3以上，达6亿~10亿美元。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件。 冲压模具：是将板料加工成冲压零件的专用工艺装配。模具，作为高效率的成产工具的一种，是工业成产中使用极为广泛与重要的工艺装备。经过这多年的发展，模具设计与制造技术由手工设计、依靠工人经验和常规机加工，向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工的核心计算机辅助设计（CAD/CAM）技术转变。模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度，高生产率，高一致性和低消耗是其他制造加工方面所不能充分展示出来。 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇;一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购的趋向也十分明显。 因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 2 冲裁工艺分析 冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。为了正确设计冲载工艺和模具，控制冲载件质量，必须认真分析冲载变形过程，了解和掌握冲载变形规律。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。 2.1 零件图 图2-1 链片 2.2 几何形状 该冲裁件外形简单，形状规则，且成几何中心对称。 2.3 最小孔距、孔边距 经计算零件的孔边距为5.75mm大于最小孔边距1.5t=1.5×1=1.5mm、孔距为40mm明显足够，所以零件适合冲裁。 2.4 冲裁件的精度和断面粗糙度 由于零件内外形尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按ST7级确定工件尺寸 公差，经查教材表1公差表得各尺寸公差分别为： 零件外形尺寸：20 14 零件内形尺寸：8.5 2.5 材料 该冲裁件的材料45，具有较高的强度、硬度，适合要求较高的零件。 结论：该冲裁件结构简单，满足冲裁加工的要求。 3 冲裁工艺方案的确定 3.1 冲裁工艺方案的选择 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。 3.2 冲裁工艺方案的种类 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 冲裁工艺方案的比较 方案一: 单工序冲裁模指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。 方案二: 复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。且需要采取安全措施。 方案三: 级进模（又称为连续模、跳步模）：是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。它的制件和废料均可以实现自然漏料，所以操作安全、方便，易于实现自动化。难以保证制件内、外相对位置的准确性因此制件精度不高。 3.4 冲裁工艺方案的确定 由零件尺寸可知，查表3-28（参考文献[1]）得最小壁厚δ为2.7<5.75mm即凸凹模壁厚大于允许的最小壁厚，所以为便于操作完全可以采用复合模结构。 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。考虑到工件成形后，如何脱模方便。正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取也不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只须在上模装一推出装置，借助模具的合复力就可以轻松的将工件给卸下来。考虑到工件成形后，如何脱模方便，故采用倒装式复合模，因该制件较薄，为保证制件平整，采用弹压卸料装置。它还可以对冲孔小凸模起导向作用和保护作用。 4 模具总体结构设计 4.1 送料方式的确定 由于零件的生产批量是大批量，同时更具模具类型的确定，合理安排生产可用自动送料方式。 4.2 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。控制条料的送进步距固定挡料销定距。 4.3 卸料方式的选择 因为工件料厚为0.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料装置卸料。 4.4 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：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。 方案三：四导柱模架。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：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。 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。 5 冲载工艺计算 5.1 计算条料宽度及步距的确定 5.1.1 搭边值的确定 排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还会拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命或影响送料工作。 搭边值通常由经验确定，表5-1所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。 表5-1 搭边a和a1数值 材料厚度 圆件及r>2t的工件 矩形工件边长 L<50 矩形工件边长L>50或r<2t的工件 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a 工件间a1 沿边a <0.25 0.25～0.5 0.5～0.8 0.8～1.2 1.2～1.6 1.6～2.0 2.0～2.5 2.5～3.0 3.0～3.5 3.5～4.0 4.0～5.0 5.0～12 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.5 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t 该制件为矩形工件，根据制件厚度可以查表5-1得，搭边值工件间a1为1，沿边a为1.8。 5.2 排样及裁板方式确定 在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。 5.2.1 排样 排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。 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、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 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命低一些，但材料利用率最高。 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。 零件外形近似矩形，轮廓尺寸为60×20，根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到；但能采用有废料和少废料的排样方法。考虑到操作方便并为了保证零件精度，排样方式采用直排有废料排样。 排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以及保证条料有一定刚度，便于送料。 搭边数值取决于以下因素： （1）件的尺寸和形状。 （2）材料的硬度和厚度。 （3）排样的形式（直排、斜排、对排等）。 （4）条料的送料方法（是否有侧压板）。 （5）挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。 查表3-13（参考文献[1]）得搭边参考值为：沿边a=1.8工件间a1=1.5 由式3-12（参考文献[1]）送料步距S=20+ a1即得S=20+1.5=21.5mm又因为本模具采用无侧压装置，查表3-14（参考文献[1]）得条料宽度公式： （5-1） 即得+2x1.8+=64.2 式中： Z-导料与最宽条料之间的间隙，其值由表3-16查得（参考文献[1]）； △-条料宽度偏差，其值由表3-15查得（参考文献[1]）。 条料排样图如下图所示： 图5-2 排样图 5.2.2 裁板方式与利用率的计算 当一次冲裁完成以后，为了能够顺利地进行下一次冲裁，必须适时的解决出件、卸料及排除废料等问题。选取的冲裁方式不同时，出件、卸料及排除废料的形式也就不同。因此冲裁方式将直接决定冲裁模的结构形式，并影响冲裁件的质量。根据不产品的结构和工艺性能，本副模具顶板式顺出件结构。由于本模具采用顺出件式模具冲裁，既可满足工件对平面度的要求，有能保证安全生产。 查附表3（参考文献[1]）选用的板料规格为600×1200×1mm (1) 横裁： 根据板料的规格及零件的尺寸，剪切条料尺寸为64.2600,一板料可裁条料为18条，每条可冲零件的个数为26个，即一块板料可冲裁总的零件个数为18×26=468个。 根据式3-10（参考文献[1]）一块板料的利用率为： 式中： A0-一个制件的有效面积； A -一块板料的面积； n -一块板料秘冲制件的总个数。 (2) 纵裁： 剪切条料尺寸为64.2×1200,一块板料可裁条料共9条，每条可冲零件的个数为54个，即一块板料可冲裁总的零件个数为54×9=486个。 根据式3-10（参考文献[1]）一块板料的利用率为： 式中： A0-一个制件的有效面积； A -一块板料的面积； n -一块板料秘冲制件的总个数。 经计算得到的横裁与纵裁的材料利用率，相比较确定裁板方式为纵裁。 5.3 冲压力计算 5.3.1 力的计算 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： 式3-1（参考文献[1]） （5-2） 式中： A-剪切断面面积； Γ-板料的抗剪强度。 考虑到刃口的磨损、间隙的波动、材料力学性能的变化、板料厚度的偏差等因素的影响，可取安全系数为1.3，并取抗剪强度τ为抗拉强度σb的0.8倍，于是在生产中冲裁力便可按下式计算：式3-2（参考文献[1]） 式中： L-冲裁轮廓的总长度(mm); T-板料厚度(mm); σ板料的抗拉强度(MPa)。 经查的取σ=300（参考文献[1]）。 5.3.2 计算工序冲压力 由于影响卸料力、推加力和顶件力的因素很多，根本无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式计算： 查附表1（参考文献[1]）取材料的抗拉强度τ=270Mpa 落料力Fl=KLtτ式3-10（参考文献[1]） （5-2） Fl=1.3146.040.8270=41KN 冲孔力Fl=KLtτ式3-10(参考文献[1]） Fk=1.3x2π8.5x0.8270=15KN 卸料力Fx=K xFl式3-15（参考文献[1]） （5-3） Fx=0.04541=1.845KN 推件力Ft=nKtFk式3-16（参考文献[1]） （5-4） Ft=60.05515=4.95KN 式中： L-冲裁时材料发生剪切变形处的周长； K-安全系数，K=1.3； Kx、Kt-分别为卸料力、推件力系数，查表3-18（参考文献[1]）； N-同时卡在凹模内的废料个数，n=h/t（h为凹模洞口深度，t为料厚）n=6/1=6 查表3-27（参考文献[1]）在此取h=6。 （5-5） =41+15+1.845+4.95 =62.8KN 5.4 初步预选压力机 根据以上所计算得到的总冲压力，查附表5（参考文献[1]）初选型号为JB23-25的压力机。 5.5 确定压力中心 因为此图形为对称图形，故它的压力中心即重心就是此图形的对称中心。 5.6 弹性元件选择计算 根据已知冲裁板厚t=0.8mm，冲裁力卸料力F=1.845KN。 (1) 初选弹簧数目为6个，每个弹簧应提供预压力即为： F0≥式3-37（参考文献[1]） F0≥=307.5N (2) 初选弹簧规格为：25mm4.5mm50mm查表10-1（参考文献[2]）其参数如下： D2=25mm,d=4.5mmt=7.85mm,F2=786N, H0 =16.5mm,H0=50mm,n=5.5 (3) 计算弹簧预压缩量△H0 式3-38（参考文献[1]） (4) 校核 式3-39（参考文献[1]） 由于16.5>15，即△H2>△H 式3-38（参考文献[1]） 所以所选弹簧合适。 式中： F0-弹簧的预压力； N-弹簧根数； △H2-弹簧最大许可压缩量； △H-弹簧实际总压缩量； △H0-弹簧预压缩量； △H'-卸料板的工作行程，一般取△H'=t+1,t为料厚，这里取△H'=2； △H"-凸模刃磨余量，可取5-10mm。 6 凸凹模刃口尺寸计算 6.1 冲裁间隙 冲裁单面间隙是指凸模与凹模刃口横向尺寸差值的一半，间隙值的大小不但影响上、下裂纹的会合，而且影响变形应力的性质和大小。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，但分别从质量，考虑制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间,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。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值。 表6-1 冲裁模初始用间隙2C 材料 厚度 08、10、35、 09Mn、45 16Mn 40、50 65Mn 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 小于0.5 极小间隙 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.400 0.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 根据实用间隙表8-1查得材料45的最小双面间隙2=0.072mm,最大双面间隙2=0.104 mm。 6.2 刃口尺寸的计算 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口及制造精度来保证。因此决定模具刃口尺寸时需考虑一下几个原则： (1) 先考虑落料与冲孔的区别，落料件尺寸由凹模决定，冲孔时的尺寸由凸模决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 (2) 考虑到冲裁中凸、凹模的损失，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔时模时，凸模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。 (3) 考虑制件精度与模具精度之间的关系，选择模具制造公差时，既要保证制件的精度要求又要保证有合理的间隙值。冲压件的落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 （1）冲孔凸模 冲孔Ф8.5 由式3-9（参考文献[1]）dT=(d+x△) （6-5） =(8.5+0.50.36) =8.68 相应凹模尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证Cmin=0.100mm。 式中： x-系数，在0.5~1之间，查表3-5得x=0.5（参考文献[1]） △-冲裁零件制造公差； δT-凸模的制造公差，在此取δT=； Cmin-最小初始双面间隙，查表3-3，取Cmin=0.100mm。 （2）落料凹模 由式3-8（参考文献[1]） （6-6） 落外形20 落外形14 相应凸模尺寸按凹模刃口尺寸配作，保证间隙Zmin=0.100mm。 式中： x-系数，在0.5~1之间，查表3-5得x=0.5（参考文献[1]） △-冲裁零件制造公差； δA-凹模的制造公差，在此取δA =； Zmin-最小初始双面间隙，查表3-3，取Zmin=0.100mm。 （3）孔心距（凹模、凸模磨损后不变的尺寸） 由参考文献[1]公式：CA=（Cmin+0.5△)0.5δA （6-7） CA=(39.85+0.5x0.3)0.0375 =400.0375 6.3 冲裁刃口高度的确定 选择条件见表6-4所示： 表6-4 刃口高度 料厚 ≤0.5 >0.5～1 >1～2 >2～4 >4 刃口高度 ≤6 >6～8 >8～10 >10～12 ≥14 该制件厚度为0.8mm，根据表8-3可知刃口高度为，取h=8mm。 7 冲裁模主要零部件的结构设计 7.1 模具总体设计 根据已确定的工艺方案，分析可知模具结构可采用前后送料，挡料销定距，导料销定位，弹性卸料装置卸料，下漏料方式的倒装式冲裁，模具结构形式可采用后置导柱标准模架。 7.2 模具零件设计 7.2.1 工作零件设计 (1) 冲孔凸模 凸模长度： Lt=h1+h2+h3 =14+12+14 =40mm 式中： h1-凸模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）凹模板厚； h2-空心垫板厚； h3-落料凹模板厚。 凸模零件图如图所示： 图7-2 冲孔凸模 (2) 落料凹模 由式3-31（参考文献[1]）H=ks(H≥8) H=0.3060 =18mm 由式3-32（参考文献[1]）B=s+(2.5~4.0)H B=60+(2.5~4.0)18 =105~132 由式3-33（参考文献[1]）L=s1+2s2 L=20+230 =80mm 式中： H-凹模厚度； B-垂直于送料方向的凹模宽度； L-送料方向的凹模长度； k-系数，查表3-24（参考文献[1]）取k=0.30。 查表2-41（参考文献[3]）根据上面所算得的尺寸，确定凹模。 板外形规格为12512518(mm)，因考虑到昂贵的模具材料的节省，将凹模板作成薄型形式并加空心垫板后实取为12512514(mm)。 其零件图如图所示： (3) 凸凹模 L = h1+h2+h3 =10+34+14 =58mm 式中： h1-卸料板厚度一般取（6~12）在此取h1=10mm； h2-卸料板下平面到凸凹模固定板上平面的之间距离，根据经验值一般取（25~35）mm,在此取34mm； h3-凸凹模固定板厚度，一般取（0.6~0.8）倍凹模板厚度，取为14mm。 凸凹模零件图如图所示： 图7-3 凸凹模 7.2.2 定位零件的确定 (1) 固定挡料销 查表10-60（参考文献[2]）挡料销具体参数如下： 材料：45钢 热处理：HRC43-48 规格：A643 GB2866.11-81 (2) 导料销 查表10-60（参考文献[2]）挡料销具体参数如下： 材料：45钢 热处理：HRC43-48 规格：A643 GB2866.11-81 7.2.3 卸料零件设计 (1) 卸料板 本模具采用弹性卸料装置，弹压卸料既起到卸料作用又起到压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高，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。卸料板厚度根据经验值一般取（6-12）mm在此取10mm,其周界尺寸与落料凹模同等大小。 (2) 卸料螺钉 查表10-64(参考文献[2])确定卸料螺钉相关参数如下： 材料: 45钢 热处理:24~28HRC 规格: 1060 GB2867.5-81 7.2.4 推件零件设计 (1) 打杆 由于零件结构的限制，其结构形式采用简单的圆柱式打杆，其直径按模柄孔大小确定，d=12mm打杆长度L=L1+L2+C。 L=10+95+15 =120mm 式中： L1-推出状态时，打杆在垫板上平面以下的长度； L2-模柄长度； C-考虑各种误差而加的常数，通常取C=10~15在此取15mm。 打杆零件图如图所示： 图7-5 打杆 (2) 推件块 弹性推件装置：一般装在下模，具有压料作用，冲裁件质量好；但推件力较小。推件块按落料凹模配作，刚性推件装置：一般装在上模，利用压力机的力推件，因此推件力大，推件可靠；常用于倒装式复合模中保证间隙在（0.5~1）mm,推件块凸台与空心垫板之间的间隙在此取0.5mm,推件块长度L=L1+L2+L3。 L=4+18+2 =24mm 式中： L1-推件块凸台高，一般取（3~4 ）mm在此取为4 mm； L2-在推出状态时，推件块凸台下平面到落料凹模板下平面的距离。 7.2.5 固定板、垫板设计 (1) 凸模固定板 凸模固定板厚度为（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)18=(10.8~14.4)mm在此取14mm，其周界尺寸与落料凹模同等大。 (2) 凸凹模固定板 平面尺寸的比较大的凸凹模，可以直接用销钉和螺栓固定。中、小型凸凹模多采用台见肩、吊装或铆接固定。对于有的小凸凹模还可以采用粘接固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸凹模，可以采用快换凸凹模的固定方法，以便于修理和更换。根据弯曲凸模是一个整体，所以采用台阶式固定。 凸凹模固定板厚度为（0.6~0.8）倍落料凹模板厚，即(0.6~0.8)×18=(10.8~14.4)mm在此取14mm， s-垂直于送料料方向的凸凹模刃壁间的最大距离； s1-送料方向的凸凹模刃壁间的最大距离； s2-送料料方向的凸凹模刃壁到凹模边缘的最小距离。 (3) 上垫板 根据下式算得结论，验证是否需要垫板。 P=Fz/A式3-42 (参考文献[1]) =18700/(2x ) =53Mpa 查表3-34 模座材料的许用应力（参考文献[1]） 得 σ在90~140MPa 之间。 明显本模具不需要垫板,但由于结构的需要,所以加一块厚为6mm的垫板，其周界尺寸与落料凹模同等大： 7.2.6 模架、模柄的选择 (1) 模架 随着冷冲压技术的发展和新型模具材料的出现，模具结构也发生了一定的变化，虽然模具的结构类型很多，但对其基本要求是一致的。即不仅能冲出合格的零件，适应生产批量的需要，而且要求操作方便，生产安全、寿命长、成本低，以及制造和维修方便。随着冷冲模国家标准实施以来，在设计模具时对冲模模架的选择一般都是按国家标准来选的。 由前面所确定的为标准的后置导柱模架,又根据凹模周界尺寸L=125mm B=125mm 初选模架125125(160~190)mm GB/T2851 3-90.查表2-41（参考文献[2]）。 又依模具结构草图及以上得到的各板厚度,可知模具闭合高度。H=35+6+40+58+45-1=183mm在模架最大最小闭合高度（160~190）之间。 所以所选模架合适。 (2) 模柄 本模具采用压入式模柄,又根据所初选的压力机，从而得到的模柄孔尺寸参数，可以确定模柄相关参数如下： 材料：45 规格：A4095 GB286.21-81 查表10-47(参考文献[2]) 7.2.7 螺钉及销钉的选择 (1) 上模紧固螺钉 材料:45钢 规格:GB/T65-2000 M865 查附表4.3(参考文献[4]) (2) 下模紧固螺钉 材料:45钢 规格:GB/T65-2000 M840 查附表4.3(参考文献[4]) (3) 凸凹模紧固螺钉 材料:45钢 规格:GB/T65-2000 M840 查附表4.3(参考文献[4]) (4) 上模长圆柱销 材料:45钢 规格:GB/T119.1 1060 查附表4.14(参考文献[4]) (5) 上模短圆柱销 材料:45钢 规格:GB/T119.1 1045 查附表4.14(参考文献[4]) (6) 上模短圆柱销 材料:45钢 规格:GB/T119.1 1040 查附表4.14(参考文献[4]) (7) 防转销 材料:45钢 规格: 614 8 选定设备 压力机对模具寿命的影响也不容被忽视。压力机在不加载状态下的精度称为静精度，加载状态下的精度称为动精度。 当压力机的动精度不好时，就等于哟暖和精度不好的压力机进行冲压加工。由于测量动精度很困难，目前还没有压力机动精度的标准，生产厂家也只保证压力机的静精度。因此压力机的动精度一般只能根据其静精度的好坏、框架结构形式和尺寸以及对压力机生产厂家的信任程度来推断。 根据第三部分初选的压力机，以及第四部分所得到的模具闭合高度，校核压力机是否合适。 Hmax-5mm≥H+T≥Hmin +10mm Hmax-T-5mm≥H≥Hmin-T+10mm 270-50-5mm≥H≥215-50+10mm 215mm≥H≥155mm 显然前面初选的压力机能够满足要求。 式中： Hmax-压力机的最大闭合高度； Hmin-压力机的最小闭合高度； T-垫板厚度。 压力机主要技术参数如下表所示： 表8-1 压力机技术参数 公称压力/mm 25 床身两立柱间距离/mm 270 滑块行程/mm 65 垫板尺寸：厚度/mm 50 滑块行程次数/（次.min-1） 105 垫板尺寸：孔径/mm 200 最大闭合高度/mm 270 模柄孔尺寸：直径/mm 40 连杆调节长度/mm 55 模柄孔尺寸：深度/mm 60 滑块中心线至床身距离/mm 200 最大倾斜角/ 30 工作台尺寸：前后/mm 370 电动机功率/kw 2.20 工作台尺寸：左右/mm 560 结 论 此次课程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课程设计，从最初的查阅技术文献和资料，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。我接受到了实实在在的设计实践，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，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。这次设计是我走上工作岗位前的一次很好的准备活动，是一次热身赛，它必将对我今后更快，更好的适应社会工作产生积极而显著的作用。 通过这次设计，我不仅从技术文献和资料身上学到了知识和技能，进一步提高了自己的计算机辅助设计能力，更重要的是，能够初步独立地解决在制定冲压工艺规程和设计冲模中的问题，锻炼了自己分析问题和解决问题的能力。我也感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。同时，我也初步体验到了模具设计工作中的乐趣与枯燥，简洁与繁杂，知识的深入与广博。 致 谢 本通过这次课程设计的锻炼，深刻体会到了做模具设计要求的知识范围之广，要求对各种专业知识都熟练的掌握。在指导老师的指导下顺利完成了此次课程设计。通过此次课程设计的锻炼，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。 在这里首先要感谢我的导师刘勇。他平日里工作繁多，但在我做课程设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是刘老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩刘老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次要感谢和我一起作课程设计同学，他们在本次设计中勤奋工作，克服了许多困难来完成此次课程设计，并承担了大部分的工作量。如果没有他们的努力工作，此次设计的完成将变得非常困难。 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。 参考文献 [1] 王孝培主编《冲压手册》.北京： 机械工业出版社出版社，1990 [2] 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