冷冲压冲裁模具设计

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1、、八刖言模具是现代工业生产中重要的工艺装备 ，它在各种生产行 业，特别是冲压和塑料成行加工中，应用极为广泛。我国模具工业 总产值中，冲压模具的产值约占50%。现代模具技术的发展，在很 大程度上依赖于模具标准化的程度，优质模具材料的研究，先进 的模具设计和制造技术，专用的机床设备及高水平的生产技术管 理等等，但其中模具设计是至关重要的一个方面。冲压模具设计包括冲压工艺设计和模具结构设计两方面。冲压工艺设计是对冲压件的生产过程，包括工艺方案、工序安排、 工序尺寸，使用的设备及模具类型，以及各项技术经济指标等作 综合性的总体规划，而模具结构设计则是按照冲压工艺设计的要 求,设计所需模具的具体结构，绘

2、制出模具装配图和模具零件图。本次毕业设计遵循理论联系实践， 体现实用性、综合性和 先进性，激发了学生自我创新意识的原则，在总结自己对模具专业知识了解的基础上编写而成的。 本次毕业设计的特点是基础理 论部分较全面，工艺部分简明扼要，语言叙述通熟易懂。本次毕 业设计较系统得介绍了冷冲压冲裁模具设计的基础理论和方法， 客观地分析了冲压成型理论， 冷冲压工艺、冷冲压模具、冲压设 备，内容详实，实践性强。本次冲压毕业设计是在上次冲压课程设计的基础上，做出一套更完整的设计，要有模具工作零件的设计和加工过程，且要达 到一定的标准。目录一、冲压件的工艺分析1、冲裁件的工艺性分析2、零件形状及工艺性二、确定冲压

3、件的工艺方案1、工序性质、工序数的确定及工序顺序的安排2、确定冲压模具的结构形式三、冲压工艺计算1、凸、凹模间隙值的确定及凸、凹模刃口尺寸的计算2、凸、凹模及凸凹模的结构形式和外形尺寸的确定3、冲裁力及冲裁功的计算四、压力中心的计算五、排样设计六、工作零件的设计七、冲模闭合高度的确定八、冲裁模其他零部件的结构设计九、卸料与推件零件的设计十、凸模固定板与垫板的设计十一、导向零件设计与标准十二、压力机的选择十三、模具总装配图十四、设计总结 十五、参考文献一、冲压件的工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即设计的冲压件在材料、 结构、形状、尺寸大小及公差和尺寸基准等个方面是否符合冲压件

4、加工的工艺要 求。一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。工 艺性差的冲压件，材料损耗和废品率会大量增加，甚至无法正常生产出合格的产 品；良好的冲压工艺性应能满足材料较省、 工序较少、模具加工较易、寿命较高、 操作方便及产品质量稳定等要求。产品零件图是编制和分析冲压工艺方案的重要依据。 首先可以根据产品的零 件图纸，分析研究冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求，以及所用材料的机 械性能、冲压成形性能和使用性能等对冲压加工难易程度的影响，分析产生回弹、 畸变、翘曲、歪扭、偏移等质量问题的可能性。特别要注意零件的极限尺寸（如 最小孔间距、窄槽的最小宽度、冲孔的最小尺寸、最小

5、弯曲半径、最小拉深圆角 半径等），以及尺寸公差、设计基准等是否适合冲压工艺的要求。1.冲裁件的工艺性分析（1） 零件材料,尺寸公差要求、断面粗糙度（零件图如下）58 + a. 零件材料为Q235;其塑性，韧性较好，其抗剪强度T=304373Mpa抗拉强度为432461Mpa延伸率为（2125）%，屈服强度为235mpa。Q235为高级优质碳素钢，具有高塑性、细而均匀的铁素体晶粒、此材料加工性能好有足够的强度，适合用冲压生产。b. 从零件图样上看，其尺寸没有公差要求，故精度不高，属于般零件.工件结构相对比较简单，只有落料和冲孔两道工序，将外形视为落料分析该零件的尺村精度，工作尺寸86 58 12

6、为自由公差，可看作IT14级 对待。中心圆的尺寸为16尺寸精度较低，其公差按IT14处理,给模具制造带来一系列方便外形尺寸：8600.875800.74 R1o2512o0.432Oo0-16内形尺寸：16oO.1c. (2)断面粗糙度冲裁件的断面粗糙度一般为Ra12.550m,最高可达Ra6.3m根据查表该零件的断面粗糙度为 Ra12.5m 2冲裁件形状及工艺性(1) 冲裁件孔的最小尺寸冲裁件的尺寸受到凸模强度的限制，不能太小，冲 孔的最小尺寸根据查表得为1.2mm。该零件的最小凸模为16mm，能满足凸模强 度要求。(2) 最小孔距、孔边距 冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离:不能太 小

7、，否则模具强度不够或使冲裁件变形，一般取-2t，但不得小于34 mm。 该零件的最小孔边距16 mm,按取值能满足模具的强度。综上所述：此零件选择普通冲裁法。二、确定冲压件的工艺方案确定工艺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。工艺方案中一个主要内容就是用什么类型的模具，用单工序模还是 用连续模或复合模。1、工序性质、工序数的确定及工序顺序的安排工序性质是指冲压件所需的工序种类， 如分离工序中的冲孔、落料、切边, 成形工序中的弯曲、翻边、拉深等。工序性质的确定主要取决于冲压件的结构 形状、尺寸精度，同时需要考虑工件的变形性质和具体的生产条件。在一般情 况下，可

8、以从工件图上直观地确定出冲压工序的性质。如平板状零件的冲压加 工，通常采用冲孔、落料等冲裁工序。2冲裁工艺方案的确定方案一：单工序模落料一冲孔方案二：级进模冲孔一落料方案三：复合模：冲孔、落料一次完成下面对方案进行分析比较冲裁模的结构形式多种多样，如果按工序的组合分类，可分为单工序模、级 进模、复合模等。各种冲裁模的构成大体相同，主要由工作零件、定位零件、卸 料与推料零件、导向零件、联结与固定零件等组成。(1) 生产批量与模具类型的关系(单位，千件)项目生产批量单件小批量中批量大批量大批大量大型件1222020300300中型件550501001000小型件110101001005000500

9、0模具单工序模组单工序单工序连续、复单工序连续、硬质合金、连续、类型合模简易模组合简易合半自动模复合自动复合自动由此表可以得知生产批量与模具类型的关系，由于本零件的批量为8万件，产品应属于小型件，经查表分析可得知，应为中批量生产，或大批量生产。首选单工 序模，连续模，复合模，半自动模。各种冲裁模的构成大体相同，主要由工作零件定位零件，卸料与推料零件，导向 零件，联接与固定零件等。单工序模、复合模和级进模比较比较项目单工序模复合模级进模冲压精度较低较咼一般冲压生产率低，压力机一次 行程内只能完成一个工序较咼，压力机一 次行程内可完成 两个以上工序高，压力机在一次 行程内能完成我个工序生产通用性通

10、用性好，适合在多 工位压力机上实现自 动化通用性较差，仅适合 于大批量生产通用性较差，仅适合 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，价格低复杂性和价格较咼低于复合模实现操作机械 化，自动化的可 能性较易，尤其适合于在多 工位压力机上实现自 动化难，制件和废料排除较 复杂，可实现部分机械化容易，尤其适应于单 机上实现自动化连续模与复合模的性能比较项目连续模复合模工件情P尺寸精度可达IT1310级可达IT98级工件形状可加工复杂零件，如宽度极小的形状与尺寸要受模具结构与 强度的限制较高，况孔与外形的位 置精度异形件、特殊形件较差、易弯曲， 精度较差推板上落料平整。精

11、度咼工件的平整性宜较小零件可加工较大零件工件料厚0. 66mm0. 053mm工 艺性能操作性能方便不方便，要手动进行卸料安全性比较安全不太安全生产率可采用咼生产率咼速压力机不宜咼速冲裁条料宽度要求严格要求不严格模具制造形状简单的工作比复合模容易可利用边角余斜 形状复杂工作比连续模容易经分析本零件由于零件要求较高，生产批量为大，中批量，初步可选用复 合模或级进模。该产品只有一个孔，本产品两边孔位置要求很高不是高，同轴压配，所以 使用连续模进行冲裁也能达到要求。（2）.连续模的特点 连续模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等数道工序。连续模具有以下主要特点：1）一冲件表面较为平整。2）适宜冲裁

12、工件较小的，否者会使模具变得笨重，增加制造成本，也适 宜冲脆性或软质材料。3）冲模面积较小。4）冲件与废料能漏下，方便操作。生产率高。连续模也存在一定的问题，如凹模内、内形与内形间的壁厚，都不能过薄， 以免影响强度。三、冲压工艺计算1凸、凹模间隙值的确定凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、 推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。冲裁间隙数值主要按制件质量 要求，根据经验数值来选用。冲裁间隙值的选用，还可根据不同情况灵活掌握。例如，冲小孔而导板导向 又较差时，为防止凸模受力大而折断，间隙可取大些，但这时废料易带出凹模 表面，所以凸模上应装上弹性顶杆或采取以压

13、缩空气从凸模端部小孔吹出等措 施。考虑到此冲压件的精度要求为IT14级，且料厚t=2.5mm,材料为Q235,所 以其凸、凹模的间隙值可查表得,Zmax=o.5O mm Zmin =0.36mm 查表2-14得磨 损系数x=0.52、凸、凹模刃口尺寸的确定（1）、确定凸、凹模刃口尺寸的原则1）考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决 定凹模的尺寸，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， 因此冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。2） 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基 本尺寸应接近或等于冲件的极限尺寸；刃口磨损后

14、尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。3）考虑冲件精度与模具精度间的关系， 在选择模具制造公差时，既要保证 冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度要高23 级。（2）、凸、凹模工作部分尺寸的计算根据尺寸计算原则，冲件中的孔 16孔采用分别加工法加工凸模凹模；分 析冲件图其外形复杂，磨损规律不一样，为了保证凸模具与凹模间隙，凸模与 凹模采用配合加工，先加工基准件即外形的落料凹模和冲孔的凸模，然后用非 基准件按基准件配做。所以采用单配加工法制造。孔16凸、凹模尺寸计算：查教材表34冲裁模初始双边间隙值得 Zmin=0.36mmZmax=0.5mmZmax Z min

15、= （0.5 0.36） mm=0.14 mm由表37简单形状的工件冲裁时凸模凹模的制造公差：落料部分：凹=+ 0.020 mm凸=0.020 mm凹 + 凸=0.040= 0.140 mm由教材表3-6知磨损系数X=0.5冲孔部分：d凸二（dmin + X，）凸d 凹=(d 凸 + Zmin )中(1 1 )式中：d凸、d凹一分别为冲孔凸模和凹模的基本尺寸;dm.冲孔件的最小极限尺寸;二一冲裁件的公差；x磨损系数，其值应在0.5-1之间，与冲裁件精度有关。可直接按 冲裁件的公差值由表2.15查取或按冲裁件的公差等级选取。当冲裁件公差为IT10以上时，取x=1当冲裁件公差为IT13-IT11时

16、，取x=0.75当冲裁件公差为IT14以下时，取x=0.5凸模：凹模:0 0d凸=(dmin + x ：)凸=(16+0.5 0.1).1=16.05 皿d 凹=(d 凸 + Zmin)40.1书.1。凹 =( 16.05+0.36)0 =16.41 0孔4X8.5凸凹模尺寸计算同上，查表3 7 得 、:凹=+ 0.020 mm同上得x = 0.5由式(1 1)得凸模：d 凸=(dmin + x ：)凸=(8.5+0.5 0.36 )红02=8.68 红02凹模：d凹=(d凸 + Zmin) 0凹 = (8.68+0.64 ) 0.02=9.32。0.02凸=0.020 mm外形凸与凹模尺寸的

17、计算（落料）：根据零件的形状，凹模磨损后其尺寸变化都为有 由教材表36查得x1 = 0.5x2 = 0.5A，B.C三类A凹 =（A x ：）凹式中：A工件基本尺寸(mm)工件公差(mrj):凹一凹模制造公差(mm查公差表，按IT14级对待，有86-0.8758-0.74将尺寸分类：12o0.430.25R1。另外有2000.16A类尺寸:8600.875800.74R10.250.16B类尺寸：2000.43C类尺寸：120按表2-16凸凹模刃口尺寸计算如下：4A凹 =( A -X =)0A0.8740.217A凹=(186-0.50 X 0.87)=85.560伽A1 (58 -0.5 0

18、.74)r44 = 57.6300.185 伽A凹2 (1 -0.5 0.25)/254 = 0.87500.0625伽B凹 = ( B - XB凹 1 =(2+0.5X.16)0.16/ -20 08一乙U.UO_0.04 mmA AC凹=(C- 2)：C凹(12 0.43 “ 2) -043 =12.2 _ 0.0538mm外形落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配做，并保证双边间隙值为0.360.50 m3. 冲裁力和冲裁功的计算 3.1冲裁力的计算冲裁力是选择设备吨位和设计、检验模具强度的重要依据。在我们这 里，我们视冲裁为纯剪进行计算，其冲裁力 F:F=Lt式(1 3)式中：L 冲裁件承受

19、剪切的周边长度(mr)t 冲裁件的厚度(mm).材料抗剪强度(Mpa实际选择设备时，为了设备安全起见，常取1.3左右的安 全系数。故所选设备的公称压力应大于或等于计算出来的F 设=1.3FF 7 ；亠其中 L= (58+86) X 2+12 X 4=336 伽aT=2.5b=450MPa故 F 落=336 X 2.5 X 450=378 X 10nF =LtC其中 L= nX16=50.24故 F 冲=50.24 X2.5 450=56.52 X10N(3)推件力F推=k推(F冲 + F落)查表k取0.06F推=0.06 X ( 378+56.52 )X 10N=26.1 X10NF=1.3

20、（ F 落+ F 冲 +F推）=598 00*四、压力中心的计算压力中心就是工件内外圆周上冲裁力的合力中心 .如果冲 裁件是内外周边形状对称的工件，则其几何中心就是其压力中心。如 果工件是不对称的，则工件内外周边冲裁力的合力是有工件周边各线 段重心位置所决定的，这样就可以利用解析法和图解系法求得合力的 中心。4.1由图任意距离处建立坐标 X轴和丫轴1. 计算凸模重心到X轴距离y1 .y 2.y 3到y轴的距离x1.x2.x3.2. 冲模压力中心到坐标轴的距离 到y轴的距离.3. X0=L1X1 L2X2 L3X3L1 +L2 + L3到x轴的距离y0二I1y1 I2y2 I3y3I1 I2 I

21、3图o1 0 0 +6858+ 0,10又由公式可得压力中心为（16.5、3.5 ） mm五、排样设计冲压件在条料上的布置方法称为排样。同一个冲压件，可以有多种排样方 法，但不同的排样方法，在材料利用率、操作方便性、模具结构复杂性、模具使 用寿命，以及制件质量等方面就会有不同的影响。5.1排样原则1提高村料利用率。2使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。3使模具结构简单、模具寿命较高。4排样应保证冲裁件的质量。5.2搭边排样时冲裁件与冲裁件之间（a）以及冲裁件与条料侧边之间（a1）留下的 工艺余料为搭边。搭边的作用1 补偿条料的剪裁误差、送料步距误差以及补偿因条料与导料板之间的间隙所 造成

22、的送料歪斜误差。若没有搭边则可能发生工伯缺角、缺边或尺寸超差等 废品。582,52.使凸、凹模刃口双边受力。3有些模具的自动送料装置是通过牵拉已冲过的废料将条料拖向模具的。对于 利用废料上的搭边条料的自动送料模具，搭边可使废料的则度提高，以保证 条料的连续送进。搭边的数值搭边值的大小十分重要，应合理确定。若搭边过大就浪费材料，搭边太小则 起不到应有的作用。过小的搭边还可能因刚性不足而被拉入凸模和凹模的间隙， 使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。搭边的合理数值就是保证冲裁质量、 保证模具较大寿命、保证自动送料准确 到位条件下允许的最小值。拾边的合数值主要决定于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲

23、裁件的 轮廓形状等。一般说来，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。本产品属于低碳钢，材料厚度为 2.5mm,能性形状可归为圆件及r2t的圆 角这一类经查冲模应用实例表 216可以得知：t=2.5 mm得 ai =2.8mma=2.5mmB= （D+a+ ：） I ,8 |58 2,5条料的宽度：式（）D冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸a冲裁件与条料侧边方向的搭边板料剪裁时的下偏差剪板机剪料下偏差查教材表321得t 34,条料宽度在150220,所以选择厶=1.2mm 方案一：采用单排直排II可以求出条料的宽度B= (D+a+ .Q I,=(170+2 3.5+1

24、.2)-i=178.2-i mm 180, mm一个进距：h=d+b=154+3=157mm2F=26094 (m m )材料利用率的计算nF1 26094n =100%100% =92.3%bh180 157式中，F冲去件的面积；N 一个进距内冲裁件数目;b 条料宽度；h 进距。方案二：双排直排B=170+3X3.5+1.2+170=352.3mm 353mmh=d+b=157mm一个进距内的材料利用率nnF1 26094100%100% =47%bh353 157将以上计算结果对比92.3% 47%力柬二所以采用方案一的排样可以获得一个进距内的最高材料利用率。 为了计算更准确的利用率就还应

25、考虑料头、料尾以至裁板时边料消耗情况, 此时可用条料的总利用率nS2LB100%n为冲裁零件的个数S为冲裁零件的实际面积L板料或条料的长度B为板料或条料的宽度5.3确定排样方式及排样图冲裁件在条料上的布置方法称为排样。同一个冲裁件，可以有多种排样 方法，但不同的排样方法，在材料利用率，操作方便性，模具结构复杂性，模具 使用寿命，以及制件质量等方面就会有不同的影响。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（直对 排，斜对排）混合排，多排和裁搭边等多种形式；根据条料上的材料是否全部利 用，有无废料产生。排样又可以分为有废料排样法，少废料排样法，无废料排样 法。排样原则有1.提高

26、材料利用率；2.使工人操作方便，安全，减轻工人的劳 动强度；3.使模具结构简单，模具寿命较高；4.排样应保证冲裁件的质量。此零件采用直排其排样图如右图：5.4板料的剪裁条料是从板料剪裁而得。条料宽度一经决定，就可以裁板。轧制的板料一 般都是长方形，所以就有纵裁（沿长边裁，也就是沿辗制纤维方向裁）和横裁 （沿短边裁）两种方法。因为纵裁的裁板次数少，冲压时调换条料的次数少，工人操作方便，生产 率高，所以在通常情况下应尽可能纵裁。但在以下情况应考虑横裁：（1）板料纵裁后的条料太长，受冲压车间压力机排列的限制，移动不便时；（2）条料太重，超过12kg时（工人劳动强度太高）；（3）横裁的板料利用率显著高

27、于纵裁时；（4）纵裁不能满足弯曲件坯料对纤维方向的要求时。 综上所述，冲压此零件的条料剪裁选用纵裁。六、工作零件的设计1、凹模的的设计凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有 平刃和斜刃。6.1凹模外形结构及其固定方法标准中的两种圆形凹模及其固定方法。 这两种圆形凹模尺寸都不大，直接装 在凹模固定板中，主要用于冲孔。采用螺钉和销钉直接固定在支承件上的凹模，这种凹模板已经有标准，它与标准固定板、垫板和模座等配合使用。快换式冲孔凹模固定方法。凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或沉孔）间、螺孔与销 孔间及6.2凹模刃口形式冲裁凹模的刃口形式有直筒形和锥形两种。 选

28、用刃口形式时，主要应根 据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构来决定，其刃口形式见表刃口直筒世刃口2.9.4冲裁凹賀列口埜式廉主要劈数特占、及适用范围p/EZJli1纟 l E丄好材料厚度t /mm1 *刃口为直SB式，强度高修磨后刃口尺寸不變 2用于沖澈尢型或精度要求较高的零f牛，模眞装 有顶出装置.不适用于下漏料的模具-1 *刃口强度較高 修磨后刃口尺寸不娈.2 .凹複内易稅存废料或冲澈(牛,尤苴I间隙较小室* 巧口直壁部分瞻损较快.3.用于冲裁形状复杂或精度要求较高的零件口1 特点同序号2,且听口臣壁下面的扩大部分可使 凹模加工简单I但采用下馮料方式时更口徑度不如 序号2的卯口

29、强度高-2 .用于冲裁形状臺杂、或韬度要求辕高的中、小 型件也可用于装有顶出装置的樓具口凹模哽度较f麻有时可不;卒火人一般为40HRC, 可用于手锁敲击刃口外侧斜面以调整冲栽间隙口 2用于冲裁薄而软的金雇或非金属零件.1-刃口强度較差 修磨肓刃口尺寸约有増大B 2凹模內不易粧存月巴料或沖裁件，对口內壁Jfflfl 较慢.用于彳书裁形状简单.精度要求不高的零件.1 .特点同序号5.2 +可用于冲裁形状换复杂的零件.吠)主要庁数刃口高度 h Anm备注61530a佰适用于钳工 加工.采用线切 加工时可取 a=5J 血凹模洞口形式是指凹模型孔壁部的形状。其基本形式有如下几种：(1) 直壁式：孔壁垂直

30、于表面，在修磨刃口时凹模型孔尺寸不会改变，故冲 件质量较高，刃口强度也较好。但在冲裁时磨损较大，洞口磨损后会形成倒锥形，因此每 次修磨的刃磨量大，总寿命低。冲裁时，工件易在孔内积聚，严重时会使凹模胀 裂。(2) 斜壁式：其特点与直壁式相反。适用于冲件形状简单、材料较薄的冲裁 模。(3) 凸台式：其淬火硬度为3540HRC是一种低硬度的凹模刃口。这种凹 模主要用于冲裁板料厚度0.3m m以下的小间隙、无间隙模具。根据该冲裁件的形状结构并结合以上，凹模选用直壁式。(3 )凹模轮廓尺寸的确定冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。 由于凹模结构形式个固定 方法不同，受力情况又比较复杂，目前还不能理论

31、方法确定凹模轮廓尺寸。 在生 产中，通常根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，或凹模孔口刃壁间距离，按经验公式来确定，如图2.9.7所示。=i* -1 二4胃*却凹模的外形一般有矩形与原形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强 度与刚度。凹模的厚度还应包括使用期内的修磨量。 凹模的外形尺寸一般是根据 材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。查冲压工艺及模具设计万战胜 主编中国铁道出版社 表222凹模外形尺寸得凹模最小壁厚C=52mm凹模厚度H=36mm故凹模板的外形尺寸：长 L =Li + 2C=170+ 52 X 2=274mm宽 B=L2 + 2C=154+ 52 X 2=258mm故

32、L X BX H=274X 258 X 36 mm又查模具手册之四一冲模设计手册编写组 编著机械工业出版社 表14-6矩形和圆形凹模外行尺寸(GB2858-81 )将上述尺寸改为 315 X 250 X 40mm2、凸模的设计6.2.1凸模的结构形式及其固定方法最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。 凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。圆

33、形凸模 按标准规定，圆形凸模有以下 3种形式如图2.9.1所示。台阶式的凸模强度刚性较好，装配修磨方便，其工作部分的尺寸由计算而得;与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造;最大直径的作用是形成台肩，以便固定，保证工作时凸模不被拉出。图2.9.1a用于较大直径的凸模，图2.9.1b用于较小直径的凸模，它们适用于冲裁力和卸料力大的场合。图2.9.1c是快换式的小凸模，维修更换方便。 与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制造；图2.9.1a用于较大直径的凸模，图2.9.1b用于较小直径的凸模，它们 适用于冲裁力和卸料力大的场合。图2.9.1c是快换式的小凸模

34、，维修更换方便。、X其余曾根据国标(GB.2863.1 2-81 )规定，凸模材料T10A.Cr6WV.9 Mn 2V.Cr12.CrMoV刃 口部分热处理硬度前两种材料为5860HRC后三中材料5862HRC尾部回火4050HRC622凸模长度的确定并且考虑修磨，操作安全，凸模长度根据模具结构的需要来确定, 装配等的需要来确定。按下式计算：L=h1 +h2 + h3 + h4+h式中hi 凸模固定板厚度h2 卸料板厚度h3 导板厚度h4 凸模进入凹模的深度H附加长度（mr）查（模具设计大典）表 20.1-8凸模进入凹模深度h4的取值h4=0.5 2mm.凸模的强度与刚度的校核在一般情况下，凸

35、模的强度是足够的，不必进行强度计算。但是,对细长的凸模或凹模。凸模断面尺寸较小，而毛坯厚度又比较大的情况下, 必须进行承受压能力和抗纵向弯曲能力两力方面的校核。1.凸模承载能力的校核。凸模最小断面承受的压力应力6,必须小于凸模才材料强度允许的压应力帯，即Tm.dmin -4t5式中：一凸模最小断面的压力应力（MpaP 凸模纵向总压力（N）。、Fmib_凸模最小断面积（mm2） dmin 凸模最小直径（mrj）T-冲裁材料厚度（mm一凸模材料的许用压应力（Mpa孔26295“26 =192.7 (mm Lmax W192.7(mm0.333.2孔8.595 8.5 =36 (mrjn190.52

36、L max _36(mm)孔5.5295 5.5153.3=18.8 (mr)i 故 L max H Hnin+ 10mm八、冲裁模其他零部件的结构设计冲裁模零件及模架已有国家标准或部分标准， 模架产品标准（GB/T2851.1 7GB/T2852.14）共10个，与标准模架相对应的标准零件 （GB/T2855.114、 GB/T2856.18、GB/T2861.116）共38个。设计模具时应尽量采用标准零件及 其组合。1、定位零件的设计与标准冲模的定位装置用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置。 使用条料 时，保证条料送进导向的零件有导料板、导料销等。保证条料进距的零件有挡料 销、定距侧

37、刃等。在级进模中保证工件孔与外形相对位置使用导正销。 单个毛坯 定位则用定位销或定位板。定位零件的设计原则：1）定位至少应有三个支撑点，及两个导向点和一个定距点。2）定位的方向和位置必须与人们的操作习惯相适应。3）某些非轴对称外形的毛坯定位时应有防范措施。4）连续模具应设置初始定位和最终定位。5）为保证毛坯在送进初期和冲压过程中定位的稳定性，有时必须考虑毛坯 夹紧措施。2、导料装置导料板、导料销的作用是导正材料的送进方向。 导料板有时还靠其一侧定位， 将条料送进。导料销一般用两个，压装在凹模上的为固定式，在卸料板上的为活 动式。导料销多用于单工序模和复合模。此次冲压模选用复合模，所以导料装置选

38、用活动式的导料销。3、挡料销挡料销起定位作用，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（1）固定挡料销 标准结构的固定挡料销如图2.9.16a所示，其结构简单，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。在部颁标准中还有一种钩形挡料销，图 2.9.16b，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发生转动，需考虑防转。nT(2)活动挡料销标准结构的活动挡料销有：弹簧弹顶挡料装置；扭簧弹顶挡料装置；橡 胶弹顶挡料装置；回带式挡料装置。回带式挡料装置的挡料销对着送料

39、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。采用哪一种结构形式挡料销，需根据卸料方式、卸料装置的具体结构及 操作等因素决定。回带式的常用于具有固定卸料板的模具上；其它形式的常用于 具有弹压卸料板的模具上。活动挡料销装于卸料板上，销子要倒角或做出斜面， 便于条料通过。在此次冲压模中挡料装置选用活动挡料销。查冲压工艺及模具设计万战胜主编 附表 826 得 dx L=8X 20 mm (GB2866.7 81)九、卸料与推件零件的设计1、卸料装置卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活

40、动卸料板、弹压卸料板和废料 切刀等几种。刚性卸料板，用螺钉和销国定在下模上能承受卸料力较大，常用于厚板冲压 件的卸料。弹性卸料有敞开的工作空间，操作方便生产效率高，冲压前可对毛坯进行预 压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料。在此次冲压模中卸料装置选用弹压卸料板2、推件装置推荐装置有两种一种为刚性推件装置，其推力大，推件可靠，但不起压料作用；弹性推件装置，在冲压时能压住工件，冲出的工件质量较高，但弹性原 件的压力有限，当推出较厚材料时推件力量不足或者结构庞大。在此模具设 计当中考虑冲出的工件尺寸比较大而且比较厚故刚性推件装置如图所示：推杆常选用24个且均匀分布、长短一致。推板装置装在上模板的孔内，

41、为 保证凸模支承刚度和强度，放推板的孔不能全挖空。3、橡皮的选择及计算1L11橡胶允许承受的负荷比弹簧大，且 安装方便，调整也方便，成本低。为了 保证橡胶的正常使用，不至于过早损 坏，应控制其允许的最大压缩量 S总。 一般取自由高度H自由的35%45而橡 胶的预压缩量 S预一般取H自由的 10%15%橡胶的高度H与直径D之比必须在0.5三H三1.5范围内。如果超过1.5，应将D橡胶分成若干段，在其间垫圈，并使每段橡胶的 H值T13在上述的范围内。D橡胶断面面积的确定：一般是凭经验估计，并根据模具空间大小合理布置。同时在橡胶装上模具后周围要留有足够的空隙位置，以允许橡胶压缩时断面的胀大。 根据工

42、件材料厚为2mm冲裁时凸模进入凹模深度取1mm考虑模具维修时的刃磨 留量2mm考虑开启时卸料板高出凸模 1mm则总的工作行程H工作=8mn，则橡H胶的高度H自由= 工作 =80.3 =2732mm取H自由=32mm0.25 _0.3 /0.25模具在组装时橡皮的预压量为：H预=10%15%X 32=3.2 4.8mm 取 H预=4mm由此可算出模具中安装橡胶皮的空间高度尺寸为29mm十、凸模固定板与垫板的设计1、凸模固定板凸模固定板将凸模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除应保证凸模安装孔以 外，还要螺钉与销钉孔的设置。其形式有圆形和矩形两种。厚度一般取凹模厚度 的0608倍。由冲裁件形状为矩形，故

43、这里的固定板的形状为矩形，其尺寸厚度为：H =(0.60.8)H 凹式中：H凹一凹模的厚度(mm)。所以 H= (0.6 0.8 ) X 36=21.6 28.8( mm取凸模固定板H= 25(mm)凸凹模固定板H=28(mm)2、垫板的设计小进行判断P=式中：垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力以降低模座所受的单位压力， 保护模座以免被凸模端面压陷。冲裁凸模是否加垫板，应根据模座承受压力的大 凸模支承端面对模座的单位压力(Mpa为：FAF=冲裁力A=凸模支承端面面积(mm2)F故 P=a=130 :. =1500故需要加垫板，垫板经淬硬磨平的垫板。其厚度一般取412mm所以垫板厚度H=8

44、mm十一、导向零件设计与标准1、模架的选择模架是上.下模座与导向零件的组合体.模架是模具的主体结构，它是连接冲模主要工作零件的部件冲模的只要零件，都 要通过螺钉销钉连接到模架上，构成一幅完整的冲模结构才可使用在冷冲模国 家标准GB2851.1-81GB2853.281中，模架有许多种.一般上.下模座和导柱.导套都 已标准化，所以上述各类模架可以通过组合变化许多种规格的模架，以供任意选择.模架的结构形式，按导柱在模座上位置的不同，可分为对角导柱模架.后导柱 模架.中间导柱模架.四导柱模架,按导向形式不同有滑动导向模架和滚动导向模 架.对角导柱模架.中间导柱模架和四导柱模架的共同特点是导向零件都是

45、安 装在模具对称线上，滑动平稳，导向准确可靠.不同的是，对角导柱模架工作面的横 向（左右方向）尺寸一般大雨纵向（前后方向）尺寸,故常用于横向送料的级进模.纵 向送料的复合模或单工序模，中间导柱模架只能纵向送料，一般用于复合模或单工 序模.四导柱模架常用于精度要求较高或尺寸较大冲件的冲压及大批量生产用的 动模.后测导柱模架的特点：:是导向装置的后侧横向和纵向送料都比较方便 .但如 有偏心载荷，压力机导向又 不精确，就会造成上模偏斜，导向零件和凸.凹模都易磨 损，从而影响模具寿命.一般用于较小的冲模.标准模架的选用包括三个方面：根据冲件形状尺寸精度.木局种类及条料送进 方向等选择模架类型，根据凹模

46、周界尺寸和闭合高度要求确定模架的大小.规格；根据冲件精度.模具工作零件配合精度等确定模架的精度.综上所述，该冲件适合使用对角导柱模架.根据凹模长L=315 mm ,B=250mm.查冲压工艺及模具设计万战胜主编.中国铁道出版社.附表8-12:闭合高度220265mm上模座 200 X 200X 50 GB /T-2855.5-81下模座 200 X 200X 60 GB /T-2855.6-81导柱 32 X 210 GB /T-2861.1-81导套 32 X 115X 48GB /T-2861.6-81查 王芳主编 机械工业出版社 表2-40对角式导柱 模架 GB/T2851.1-90.2

47、、导向零件导向零件是作为上模在工作时的运动定向 ，保证模具上.下部分正确的相对 位置的零件.它用于提高模具精度.减少压力机对模具精度的不良影响，同时还可 以节省模具的调整时间以及提高制件的精度和模具寿命 .最常用的导向装置是导柱导套结构形式和导板导向形式的.导柱导套结构又可分为光滑的圆柱导向和滚珠导向装置两种.导柱.导套的装配方式有以下几种：1. 最常用的装配方式是将导柱装在下模座，导套则装在上模座上，分别采用过盈配合H716.2. 为模具工作部分刃磨方便起见，可以将中心一侧导柱装在下模座上，而 将另一侧的导柱装在上模座上.3. 在采用弹压卸料板的结构形式时，可以采用将导柱装在上模座上，而将

48、导套装在下模座上.4. 为便于加工并保证导柱和导套的同轴度，使导柱的压入部分直径与导 套部分的外径相同，可以采用台阶式的导柱在选择导柱的长度时，应保证模具在闭合位置时，上模座的上平面与导柱 面的距离不小于5mm,而当压力机滑块在上死点位置时，对于采用浮动模柄结构 形式及采用滚珠导向结构形式的导柱不能和导套相脱开 ，此时还需保证能起一 定的导向作用导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。在中、 小型 模具中最广泛采用的导向零件是导柱和导套。导柱(导套)常用两个。对中型冲模或冲件精度要求高的自动化冲模，则 采用四个导柱。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。分滑动

49、 导柱、导套和滚动导柱、导套及钢球保持圈。结合此冲裁模和此冲件的精度要求，并据上所述，导向装置选用滑动导柱 导套。3、模柄的选用中、小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。常用的模柄形式有： 压入式模柄、旋入式模柄、凸缘模柄、浮动模柄四种。考虑到此模具有顶件装置，会影响到模柄的刚性，选用凸缘模柄即可避免此 问题。十二、压力机的选择由于冲裁模具选用的是复合模，工件的精度要求不高，因此可选用开式可倾 史压力机，它具有操作空间三面敞开、操作方便、容易安装机械化的附属设备和 成本低廉等优点。又因为总冲裁力 F总=598(KN),故选择的压力机为：型号J23-63标称压力630滑块行程130mm行程

50、次数50 次 /min最大闭合咼度360m最大装模咼度220mm连杆调节咼度80mm工作台尺寸480mm 710mm模柄孔尺寸 50 x 80mm工作台板孔漏料尺寸 250mm十三、模具总装配图级进模是将凹模装在下模部分条料的卸料通过刚性卸料装置推 出，废料与工件在凹模上的漏料孔内排出.但在冲裁过程中并没有使冲 压件起压紧的作用.这种结构形式的模具制造简单，操作方便，生产效率高，生产时也 比较安全,模具周围清洁但所得到的冲压件平整度较差.设计总结毕业设计是检验我们在校期间对专业知识的掌握和熟练程度，是对我们所学专业知识的一次验收这次毕业设计是对我们所学知识的一次综合运用，把所学的知识 运用到实

51、际加工中。通过这次毕业设计，巩固且扩充了 “冲压工艺与 模具设计”等课程所学的内容，掌握了冲压模具设计的方法和步骤， 知道如何运用相关资料、书籍与手册、图表等来查阅设计中所需的相 关数据和内容。且学会了综合运用本专业所学课程的理论和生产实际 知识。进行冲压模具设计工作的实际训练， 培养和提高了独立工作的 能力，做到为设计而设计。但在设计过程中，发现自己的专业知识掌握的不牢固， 意识到自 己还有很多不足之处，幸亏有老师为我们排忧解难，及时、耐心地解 答我们的提问。毕业设计不只是单一地加强了对专业知识的了解， 还使我们在其 他方面的能力也得到了提高。当然，设计中还有不尽完美的地方，在这里恳请老师批评并指正， 力争交一份满意的答卷，让老师满意。参考文献贾崇田等主编 王芳主编 杨占尧主编 王孝培主编其他相关资料冲压工艺与模具设计冷冲压模具设计指导冲压模具图册冷冲模设计手册金属材料学机械设计手册邮电出版社机械工业出版社高等教育出版社机械工业出版社中央广播电视大学出版社