防油垫片冲压模设计

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1、宜宾职业技术学院宜宾职业技术学院毕业设计题目：防油垫片冲压模设计题目：防油垫片冲压模设计系系 部部 现代制造工程系现代制造工程系 专专 业业 名名 称称 模具设计与制造模具设计与制造 班班 级级 模模 具具 11041104 班班 姓姓 名名 袁袁 丹丹 丹丹 指指 导导 教教 师师 郭郭 容容 20122012 年年 1010 月月 3030 日日I防油垫片落料冲孔复合模设计摘 要冲压模具结构简单实用，使用方便可靠，根据防油垫片的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对简单。分析该零件的排样形式得出材料利用率，画

2、排样图。计算冲裁力、压力中心和刃口尺寸，再进行总体设计。当所有的参数计算完后，对模具的装配方案，主要零件的设计和装配技术要求进行分析。设计出主要零部件，再对标准件进行选取与加工制造。最后选择压力机，校核压力机是否合理。在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图和零件图。关键词：防油垫片；复合模具；总体设计II目目 录录1 绪论.12 冲裁件的结构工艺性分析.23 确定工艺方案及模具的结构形式.44 模具总体结构设计.54.1 模具类型的选择.54.2 定位方式的选择.54.3 卸料、出件方式的选择.54.4 标准模架和导向零件的选择.55 模具设计工艺计算.75.1 计算毛坯尺寸.75.

3、2 排样、计算条料宽度及步距的确定.75.2.1 搭边值的确定.75.2.2 条料宽度的确定.85.2.3 导料销的选用.95.2.4 排样方法.105.2.5 材料利用率.116 冲裁力相关的计算.136.1 计算冲裁力的公式.136.2 总冲裁力、推料力、卸料力和总冲压力.146.2.1 计算总冲裁力.146.2.2 计算卸料力.156.2.3 计算推料力.156.2.4 计算总冲压力.167 模具压力中心与计算.178 冲裁间隙.188.1 冲裁间隙分析.188.1.1 间隙对冲裁件尺寸精度的影响.188.1.2 间隙对模具寿命的影响.18III8.1.3 间隙对冲裁工艺力的影响.188

4、.1.4 间隙值的确定.198.2 刃口尺寸的计算方法.198.2.1 冲孔.208.2.2 落料.219 主要零部件的设计.239.1 工作零件的结构设计.239.1.1 凹模的设计.239.1.2 凸凹模的设计.249.1.3 圆形凸模的设计.259.2 卸料部分的设计.259.2.1 卸料板的设计.259.3 定位零件的设计.269.4 模架及其它零件的设计.269.4.1 上下模座.269.4.2 垫板.279.4.3 模柄.279.4.4 模具的闭合高度.2810 卸料橡胶的设计.2911 模具总装图.3112 压力机的选择.32总结.33致谢.34参考文献.35附录.37附录 A

5、圆凸模的加工工艺过程卡.36附录 B 落料凹模的加工工艺过程卡.36附录 C 冲裁模初始用间隙 2C（） .37mm附录 D J23 系列开式可倾压力机主要技术参数.3811 绪论绪论冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设

6、备生产的方式。模具作为效率的生产工具的一种，是当今工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用冲压模具生产制品和零件，具有生产效率高，表面质量好，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有较高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。本模具结构简单实用，使用方便可靠，根据紧固垫片的几何形状要求、材料和尺寸的分析得出凸模、凹模和凸凹模的结构，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制

7、造也相对简单。22 冲裁件的结构工艺性分析冲裁件的结构工艺性分析图图 2-1 工件图工件图（1）结构：零件大小适中，外形简单，制件需要进行落料、冲孔二道基本工序。（2）材料：Q235 塑性可锻性及冲压性能好，常用作焊接结构件和冲压件（3）材料厚度：2；mm（4）公差：零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按 IT14 级确定工件尺寸的公差 。亦无其他特殊要求，利用普074. 060018. 010052. 020052. 030通冲裁既可达到零件图纸要求。（5）生产批量：大批量。3表表 2-1标准公差数值标准公差数值公差等级IT12IT 13IT 14IT 15IT 16IT 17IT

8、18基本尺寸/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm/mm6-100.150.220.360.580.901.502.2010-180.180.270.430.701.101.802.7018-300.210.330.520.841.302.103.3030-500.250.390.621.001.602.503.9050-800.300.460.741.201.903.004.6080-1200.350.540.871.402.203.505.40表表 2-2 年产量与生产类型的关系年产量与生产类型的关系同类零件的年产量（件）生产类型轻型零件（零件质量100kg）中型零件（零件质量1002

9、000kg）重型零件（零件质量2000kg）单件生产100105小批100500102005100中批5005000 200500 100300成批生产大批500050000 5005000 3001000大量生产5000050001000结论：由表 2-1 可得出零件是轻型零件，制件可以进行冲裁，制件要大批量生产，应重视模具材料和结构，保证模具的复杂程度和寿命。43 确定工艺方案及模具的结构形式确定工艺方案及模具的结构形式根据制件的工艺分析，该工件包括落料、冲孔二个基本工序，按其先后顺序组合，可以有以下三种工艺方案：方案一：落料-冲孔，采用单工序模生产；方案二：落料-冲孔，采用级进模生产；方

10、案三：落料-冲孔，采用复合模生产；方案一单工序模是在压力机一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。优点：模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快；缺点：工序分散，模具及操作人员多，劳动量大。方案二级进模（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冲模。优点：效率高、操作安全、模具寿命长，易于实现自动化；缺点：结构复杂、制造精度高、周期长、成本高，材料利用率较其它低。方案三复合模是只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。优点：结构紧凑，生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高；缺点：结构复杂，制

11、造精度要求高，成本高。通过对上述三种方案的的综合分析比较，采用方案三可以使内孔和外轮廓的相对位置精度得到保证和条料的定位简单，并且生产节奏紧凑节约生产空间还能使生产效率得到提高，所以该制件的冲压生产采用方案三为佳。54 模具总体结构设计模具总体结构设计4.1 模具类型的选择模具类型的选择由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压模。复合模采用倒装式复合模，因其结构简单、又可以使废料直接又凸模从凸凹模内孔推出并且卸料可靠、便于操作、并为机械化出件提供了有利条件，所以模具类型为倒装式复合模。4.2 定位方式的选择定位方式的选择为保证冲裁出外形完整的合格零件，毛坯在模具中应该有正确的位置，正确位置是依靠

12、定位零件来保证的。由于毛坯形式和模具结构不同，所以定位零件的种类很多，设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。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。控制条料的送进步距采用活动挡料销。4.3 卸料、出件方式的选择卸料、出件方式的选择弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用在冲裁料厚在 2及以下mm的板料，由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件 (弹簧或橡皮)、卸料螺钉组成弹压卸料装置。卸料板与凸模之间单边间隙选择（0.10.2）t， 若弹压卸料板还需对凸模起导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。弹性元件的选择，应满足卸料力和冲模结构的

13、要求。为使卸料可靠，卸料板应高出模具刃口工作面 0.30.5，材料采用 45 钢，热处理淬火mm硬度 4348。HRC因为工件料厚 2，相对较薄，卸料力不大，由此可知卸料、出件方式的mm选择可采用弹性卸料装置卸料。4.4 标准模架和导向零件的选择标准模架和导向零件的选择模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定其上，并承受冲压过程的全部载荷。上下模间的精确位置，由导柱、导套的导向实现。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6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

14、方便。因为导柱安装在后侧，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。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，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，送料和操作比较方便，并能满足工件成型的要求。即方案二最佳。75 模具设计工艺计算模具设计工艺计算5.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸根据图 2-1

15、得：工件的尺寸（） 。6877mm5.2 排样、计算条料宽度及步距的确定排样、计算条料宽度及步距的确定5.2.1 搭边值的确定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。表表 5-1搭边搭边 a 和和 a1 数值数值圆件及 r2t 的工件矩形工件边长L50mm矩形工件边长 L50或

16、r2t 的工件mm材料厚度工件间 a1沿边 a工件间 a1沿边 a工件间 a1沿边 a0.25 0.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.0 0.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.5 0.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.5 0.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.0 0.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.0

17、0.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.5 0.9t根据制件厚度与制件的排样方法可以查表 5-1 得，搭边值工件间 a1 为 1.2，沿边 a 为 1.5。mmmm85.2.2 条料宽度的确定条料宽度的确定条料宽度公式： 公式（5-0)a2( DB1） 式中： 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸，； DmmD77侧搭边值，；amma5 . 1其中条料宽度偏差上偏差为 0，下偏差，见表 5-2 条料宽度偏差。表表 5-2条料宽度偏差条料宽度偏差材料厚度条料宽度 B/mm112230500.40.50.7501000.50.60.81001500.60.70.9查表 5-

18、2 可得条料宽度偏差的下偏差（）为。mm6 . 0根据公式（5-1）得：06 . 080Bmm条料的宽度确定后，进而就可以确定导料板间距离。表表 4-3 导料板与条料之间的最小间隙导料板与条料之间的最小间隙 Zmin有 侧 压 装 置条 料 宽 度 B/mm材料厚度 t/mm100 以下100 以上0.50.5112233455555 88888导料板间距离公式：9 =+Z=+2+ 公式（5-ABDaZ2） 导料板与条料之间的最小间隙（）Zmm查表 4-3 得 Z=5，由公式 5-2 可得：mm=+2+ADaZ =77+21.5+5 =85（）mm5.2.3 导料销的选用导料销的选用设计导料销

19、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。查参考文献10冲压模具设计手册可知该模具导料销的直径为，mmD6长，适用，且材料为 45 钢，采用热处理 4348HRC。mm1088699GB导料销距离公式： 公式（5-3）RBA2/式中： 导料销工作部位的半径（） ，得=5；RmmRmm根据公式（5-2）得： 06 . 025.45Amm10图图5-1 导料销导料销115.2.4 排样方法排样方法排样合理与否不但影响材

20、料的经济利用，还影响制件的质量、模具的寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样又可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。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，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时） ，不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。 根据我设计的零件的形状、厚度、材料等方面的全面考虑，排样

21、方法采用有废料直排法如下图所示。图图 5-2 竖排示意图竖排示意图12图图 5-3 横排示意图横排示意图5.2.5 材料利用率材料利用率材料利用率通常以一个步距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率表示： 公式（5-4）%100)(LBnA式中：材料利用率（） ；%冲裁件的数目（=1） ；nn冲裁件的实际面积（ 2） ；AmmB板料宽度（B=80.5 ） ；mm步距（ =78.2 ） 。Llmm计算冲压件的面积： =2（10 25 2）+（3015 ）2A =471+2119.5 =2590.5（ 2）mm竖排条料宽度计算：B=77+21.5+0.5=80.5（）mm横排条料宽度计算：B=68

22、+21.5+0.513 =71.5（）mm步距的计算：=77+1.2L=78.2（）mm根据公式（5-3）得：竖排： %725.52100%) 2 .78.5/8059021 (横排： %408.41100%) 2 .69.5/7159021 (由此可之，值越大，材料的利用率就越高，废料越少。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。因, 所以该零件采用竖排法。如图 5-5 所示：横竖图图 5-5 排排样样图图146 冲裁力相关的计算冲裁力相关的计算6.1 计算冲裁力的公式计算冲裁力的公式计算冲裁力是为了选择合适的压

23、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，其冲裁力一般可以按下式计算：pF 公式（6-1）tLKFpp式中：材料抗剪强度（） ；MPa冲裁周边总长（） ；Lmm材料厚度（） ；tmm系数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pK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，一般取=1.3。pKpK根据常用金属冲压材料的力学性能查出 Q235 抗剪强度为 303372,MPa取=350。MPa表表 6-1部分常用冲压材料的力学性能部分常用冲压材料的力学性能材料名称牌号材料状态抗剪强度抗

24、拉强度屈服强度Q195未退火2553143154390195Q235未退火303372375460235普通碳素钢Q275未退火39249049061027508F已退火23031027538018008已退火26036021541020010已退火260340295430210优质碳素结构钢20已退火2804003555002501545已退火440560530685360166.2 总冲裁力、推料力、卸料力和总冲压力总冲裁力、推料力、卸料力和总冲压力由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括：（1）总冲压力 F（2）总冲裁力pF（3）卸料力QF（4）推料力1QF6.2.1

25、总冲裁力总冲裁力PF 公式（6-2）)(2121LLtKFFFpp式中：落料时的冲裁力；1F冲孔时的冲裁力；2F落料周长（） ；1Lmm冲孔周长（） 。2Lmm计算其冲裁周边的长（）：mm落料周长为：=60+2021L 471mm冲孔周长为： =30+102 2L 157mm落料冲裁力为： =KptL11F =1.32471304 =372278.4（）N冲孔冲裁力为：17 =KptL22F =1.32157304 =124092.8（）N所以可求总冲裁力为： =+pF1F2F =372278.4+124092.8=496.3712（）KN表表 6-2卸料力、推件力和顶件力系数卸料力、推件力和

26、顶件力系数料厚 t/mmKxKtKd钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09注：对于表中的数据，厚的材料取小值，薄材料取大值注：对于表中的数据，厚的材料取小值，薄材料取大值6.2.2 计算卸料力计算卸料力QF 公式（6-3）PXQFKF 查表 6-2 得： 05. 0XK根据公式（6-3）得： =0.04496.3712=19.

27、85QFKN6.2.3 计算推料力计算推料力 1QF 公式（6-4）PtQFnKF1查表 6-1 得： 55. 0tKn-根塞在凹模内的制件或度料数量（=6/2=3）thn/18根据公式（6-4）得： 35.725KN1QF6.2.4 计算总冲压力计算总冲压力F 公式（6-51QQpFFFF） =496.3712+19.85+35.2575KNKNKN =551.4787KN根据总冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机 J23-63（参数见附录4） 。197 模具压力中心与计算模具压力中心与计算模具压力中心是指冲压时诸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

28、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。模具的压力中心，可按以下原则来确定：（1）对称零件的单个冲裁件，冲裁的压力中心为冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布对称时，冲裁的压力中心与零件的对称中心重合。（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=13.5） ，即为所求模具的压力中心。 公式（7-1）nnnoLLLXLXLXLX212211/ 公式（7-2）nnnoLLLYLYLYLY212211/零件属于形状属于 X 方

29、向 Y 不对称的工件，所以工件的压力中心为X=0Y=13.5nnnoLLLYLYLYLY212211/ 103.14/(10+30)3.14 13.5图图 7-1 零件图零件图208 冲裁间隙冲裁间隙8.1 冲裁间隙分析冲裁间隙分析根据 JB/Z271-86 规定，冲裁间隙是指凸、凹模刃口间隙的距离，用符号 C表示，其值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。8.1.1 间隙对冲裁件尺寸精度的影响间隙对冲裁件尺寸精度的影响冲

30、裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。8.1.2 间隙对模具寿命的影响间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。8.1.3 间隙对冲裁工艺力的影响间隙对冲裁工

31、艺力的影响随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的 520%左右时，冲裁力的降低不超过 510%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力，当单边间隙达到材料厚度的 1525%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。218.1.4 间隙值的确定间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，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

32、具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具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隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙 Zmin，最大值称为最大合理间隙 Zmax。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 Zmin。确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度，断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降

33、冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。经验公式；软材料： t1，C=(3%4%)tmmt=13，C=(5%8%)tmmt=35，C=(8%1%)tmm硬材料： t1，C=(4%5%)tmmt=13，C=(6%8%)tmmt=38，C=(8%13%)tmm根据分析冲裁模间隙采用查表法确定，查冲裁模初使用间隙（见附录 3）得 Zmin=0.246,Zmax=0.3608.2 刃口尺寸的计算方法刃口尺寸的计算方法由于模具的加工方法不同，凸、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分为两种方法：1、凸、凹

34、模分开加工，主要用于圆形或简单形状制件；2、凸、凹模配合加工，主要用于形状复杂或薄22板制件。由于该制件形状简单，选择凸、凹模分开加工。238.2.1 冲孔冲孔设冲孔尺寸为0d，根据以上原则，冲孔时以凸模为设计基准，首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙 Zmin。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式 8-1 如下： pd（d X）0p 公式（8-1）dd（pd 2Zmin) d0（d X 2Zmin) d0 在同一工步中冲出制件两个以上孔时， 凹模型孔中心距按公式 8-2 确定 ：dL（ minL 0.5)0.125 公

35、式（8-2）式中 dd冲孔凹模基本尺寸()；mm pd冲孔凸模基本尺寸()；mm d 冲孔件孔的最小极限尺寸()；mm dL同一工步中凹模孔距基本尺寸()；mm minL制件孔距最小极限尺寸()；mm 冲孔件孔径公差()；mm Zmin 凸、凹模最小初始双面间隙()；mm p 凸模下偏差，可按 IT6 选用()；mm d凹模上偏差，可按 IT7 选用()；mmX磨损系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，查表 8-1 得。Zmin=0.246 Zmax=0.360则 Zmax -Zmin=0.114 所以冲孔 10： pd=（100. 750.43）0

36、020. 0 =10.32250020. 0mm dd=（10.32250.246) 020. 0024 =10.5685020. 00mm校核 p dZmax Zmin p d=0.0200.020=0.004=0.114mm所以冲孔凸、凹模刃口尺寸pd=10.3225，dd=10.56850020. 0020. 00冲孔 30： pd=（300.50.62）0020. 0=31.310020. 0 dd=（300.50.62+0.246) 025. 00= 30.556025. 00校核 p dZmax Zmin p d=0.020+0.025=0.0450.114mm所以冲孔凸、凹模刃口

37、尺寸pd=31.31 ，dd= 30.5560011. 001. 008.2.2 落料落料dD（DX）d0 公式（8-3）pD（dDZmin) 0p（DXZmin) 0pdD落料凹模基本尺寸()；mm pD落料凸模基本尺寸()；mm D落料件最大极限尺寸()；mm 落料件外径公差()；mmZmin凸、凹模最小初始双面间隙()；mm p 凸模刃口尺寸制造偏差； d凹模刃口尺寸制造偏差；所以落料 60： dD=（600.50.74）020. 0025 =59.63020. 00 pD= (59.630.36) 0030. 0 =59.270030. 0校核 p d=0.020+0.030=0.05

38、0.114所以落料凸、凹模刃口尺寸dD=59.63、59.27020. 000030. 0落料 20： dD=（200.50.62）025. 00=19.69025. 00 pD=(19.690.246) 0020. 0=19.4440020. 0校核 p d=0.020+0.025=0.0450.114所以落料凸、凹模刃口尺寸dD=19.69、19.444025. 000020. 0表表 8-1磨损系数磨损系数 X非圆形圆形10.750.50.750.5料厚 t()mm工件公差/mm1122440.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590

39、.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30269 主要零部件的设计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。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。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。9.1 工作零件的结构设计工作零件的结构设计9.1.1 凹模的设计凹模的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

40、具的外形尺寸如下：（1）模具厚度的确定公式为： 公式（9-1KbH ）式中： 系数值，考虑板料厚度的影响；K冲裁件的最大外形尺寸；b查表 9-1 得：25. 0K7725. 0Hmm.2591查表 9-2 取。mmH20（2）模具壁厚的确定公式为： 公式（9-2HC25 . 1） =1.520220mm4030凹模壁厚取：。mmC30（3）凹模长度的确定公式为： 公式（9-3）CbL227=77+230=137 mm凹模宽度=l+2c 公式（9-4）B=68+230=128 mm凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。根据/2855.6-1990 取标准=160（送料方向） 。G

41、BBmm凹模轮廓尺寸为：；mmmmmm30160160凹模材料选用12，热处理 5862。CrHRC表表 9-2矩形和圆形凹模的外形尺寸（矩形和圆形凹模的外形尺寸（GB2858-81）矩形凹模的宽度和长度BL矩形和圆形凹模厚度H6350 636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、20、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160

42、160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、32200200、250160、250200、280160 18、22、25、28、32、35250 250、280200、280250、31520020、25、28、32、35、4031525020、28、32、35、40、459.1.2 凸凹模的设计凸凹模的设计凸凹模的内、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。为了固定凸凹模在凸凹模下部作有台阶：凸凹模的高度为： 公式（9-5）2321HHHH式中： 卸料

43、板的厚度，由标准得：；1HmmH18128橡胶的厚度，由计算得：；2HmmH222凸凹模台阶的厚度，由标准得：；3HmmH103由此可得出：H182210248。mm9.1.3 圆形凸模的设计圆形凸模的设计将冲孔凸模设计成圆凸模，圆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、导料板厚度、卸料板厚度的总和。外形凸模长度为：=+H2+t+H（1520） 公式（9-L1Hmm6） 凸模固定板厚度；（标准为 20）1Hmm 弹压卸料板厚度；查表 10.3-1 得=182H2Hmm材料厚度 2tmm附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深

44、度（0.50.1）及凸H模固定板与卸料板间的安全距离（1020）。=20+18+2+20L =60 mm9.2 卸料部分的设计卸料部分的设计9.2.1 卸料板的设计卸料板的设计本模具卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表 9-3选择，卸料板厚度为 18。卸料板采用 45 钢制造，热处理淬火硬度 4548mm，卸料板标记：16016018。HRCmmmmmm表表 9-3弹性卸料板厚度弹性卸料板厚度卸料板宽度冲件厚度 t5050808012512520020025018101214162911.510121416181.521214161820卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径

45、为 12,螺纹部分为 M1275,mmmm卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超出凸模端面 0.5,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装mm垫片来调整。 9.3 定位零件的设计定位零件的设计定位零件采用固定挡料销对条料送进时的首次定位，使用时用手压住挡料销。采用固定挡料销对条料送进时第 2 次定位，送料时，需要人工抬起条料送进。并将挡料销套入下一个孔中，向前抵住搭边而定位，挡料销固定部分的直径应小于工作部分的直径很多，固定部分的直径选为 6，工作部分的直径选mm为 12，这样可以不削弱卸料板的强度。并且制造简单、使用方便。固定挡mm料销固定在卸料板

46、上，使用于带固定挡料板的冲裁。固定挡料销的位置可以由公式确定。 公式（9-7）1 . 02/0dXDcE式中： 送料步距；c在送料方向上工件的尺寸；D压力中心；0X挡料销头部直径；d根据公式（9-7）得：1 . 02/125 .13772 .78Emm8 .20即固定挡料销的位置在距离压力中心处，采用 45 钢制造，热处理8 .20mm硬度，查标准选 的固定挡料销。HRC4843A36108111.2866GB9.4 模架及其它零件的设计模架及其它零件的设计9.4.1 上下模座上下模座30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，可采用车床加

47、工，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 15。mm而下模座底面与导柱底面的距离为 5。导柱的下部与下模座导柱孔采用mmH7/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 10以上。导柱与导套之间采用mmH7/h6 的间隙配合，导柱与导套均采用钢，采用调质后表面热处理渗碳深度20，淬硬。mm2 . 18 . 0HRC6258导柱的直径、长度，按ISO9182-2:9182选取。导柱：分别为:mmLmmd/35130622hB导套：分别为:mmDmmLmmd/4880722H

48、B9.4.2 垫板垫板首先以承压面较小的凸模进行承压力计算，以判断是否采用垫板 AF / =496.3712KN/6060（15/2）2（6/2）24 =496.3712KN/2590.5 2mm =191MPa查冲压模具手册10得 HT200 的许用应力由于则MPa14090pp需要用垫板模座的的尺寸为,上模座的厚度为，上mmBmmL/mmmm 16016040mm垫板厚度取 10;下模座厚度为 45，上固定板厚度取 16。mmmmmm9.4.3 模柄模柄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，

49、它与模座安装孔用配合，可以保证较6/7 mH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31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。本模具采用带台阶的压入式模柄。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。查标准标记：、按选取、材料选用。7050A19947653/TJB235Q防转销：、按选取、材料

50、选用 45 钢。781220001 .119/TGB防转销：防止模柄与上模座相对转动的定位销。9.4.4 模具的闭合高度模具的闭合高度模具的闭合高度为： 公式（9-821hHHLHHH下模上模闭）=+10+60+20+45140mmmmmmmmmmmmmm174式中： 凸模长度，；L60Lmm凹模厚度，；H20Hmm垫板厚度，；1H20Hmm凸模冲裁后进入凹模的深度，。2h12hmm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-63 的最大装模高度（270）可mm以使用。3210 卸料橡胶的设计卸料橡胶的设计10.1 橡胶的设计与选用橡胶的设计与选用在冲裁模卸料于出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶

51、，考虑本模具结构，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，安装调整方便灵活，而且成本低，是常用弹性元件。选择橡胶时应主要确定其自由高度预压缩量及截面积，其计算公式及步骤可由以下决定：（1）确定自由高度自HH自=(3.5 4.0)S工作式中：S工作冲模的工作行程（mm） ，对冲裁模而言，S工作=t+1+S修模；S修模预留的修模量，根据模具设计寿命一般取 46；mm H自= (3.5 4.0)(t+1+S修模 ) （10-1） =(3.5 4.0)2+1(46) =(3.5 4.0)(79) =24.528 =30（2）确定 H装高度 H装=(0 .85 0.9) H

52、自 （10-2） =20.825 25.2式中：冲模装配好以后橡胶的高度，取 H装=22 mm装H（3）橡胶允许的总压缩量 H1=(0.35 0.45)H自 （10-3） =10.5 13.533式中：H1橡胶允许的总压缩量；（4）橡胶预压缩量 H2=(0.10 0.15)H自 （10-4） =3 4.5式中： H2橡胶预压缩量；（5）确定橡胶横截面积（）A2mm A=F/ （10-P5）式中：所需的弹压力（=500） ；FFKN橡胶在预压缩状态下的单位压力选取 P=2.1MPa；由于我们选择了 4P个卸料橡胶所以；a=A/4=F/6g=59524（）2mm3411 模具总装图模具总装图通过以

53、上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、凸模、凸模固定板及凹模板等组成。上模座、凸模固定板、及落料凹模用 4 个 M12 螺钉和 2 个12 圆柱销固定。螺钉选取：M1260的标准件，采用 45 钢。mm圆柱销选取：2 个1265的标准件，采用 45 钢。mm下模部分由下模座、卸料板、凸凹模组成。下模座、卸料板、凸凹模用 4个 M12 的螺钉和 2 个12 的圆柱销固定。冲孔废料由漏料孔漏出。3512 压力机的选择压力机的选择通过校核，该冲裁件所需的总冲压力为 551.4787，选择开式双柱可倾KN压力机 J23-63 能够满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：630；KN滑

54、块行程：120；mm最大闭合高度：450；mm作台尺寸（前后左右）：710480；mmmm模柄孔尺寸：5070；mmmm工作台厚度：70；mm最大倾斜角：30。36总总 结结本设计中首先说明了冲压模具在工业的重要地位和当今冲压模具的现状。其次介绍了本设计的一般设计原则，对冲压的特征作出了说明，从实际来看，几乎所有的冲压件都遵循这种原则、接着介绍了模具设计的内容及步骤。经过这次的毕业设计，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且更为熟练，也加强了在大学阶段所学到专业理论知识的巩固。在毕业设计的过程中，在设计方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导，再加上自身不懈的努力，问题得到了解决。这次

55、的毕业设计使我对模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学几年所学到知识加深了，还能够把各科灵活的运用到设计中去。这次的毕业设计不仅是对自己大学期间的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。37致致 谢谢这次毕业设计说明书及其模具装配图的完成，要感谢我的指导老师郭容老师在毕业论文上的指导，还要感谢曾经的任课教师唐永艳、刘光虎、刘咸超、杨宇、曾欣、赖啸、郭晟、刘勇、刘存平等教师的教导，在毕业设计装配图及其说明书编制过程中，给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见，模具设计过程中，是他们的精心指导才使我的毕业设计

56、能够按期完成。感谢学校给予的支持和机会，感谢同学的无私帮助。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。38参考文献参考文献1刘力主编.机械制图M 北京：高等教育出版社出版，20042杨占尧主编.冲压模具册M 北京：高等教育出版社，20083翁其金主编.冷冲压技术M.北京：机械工业出版社出版，20004阎其凤主编.模具设计与制造M.北京：机械工业出版社出版，20005张铮主编.模具设计与制造实训指导M.北京：电子工业出版社出版，20006王甫茂、李正锋主编.机械制造基础M.上海：上海交通大学出版社出版，20057王芳主编冷冲压模具设计指导 北京：机械工业出版社，1

57、998.108周玲编著冲模设计实例详解 北京：化学工业出版社，2007.19西南科技大学机械制造与自动化专业学习辅导材料西南科技大学出版社，2000.1010张鼎承.冲模设计手册.北京.机械工业出版社，1999.511翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京.机械工业出版社，1999.512李正风.机械设计基础M.上海.上海交通大学出版社，2005.113许发樾.模具设计应用实例.北京.机械工业出版社，1999.539附录附录附录附录 A 圆凸模的加工工艺过程卡圆凸模的加工工艺过程卡 材料：Cr12 硬度：5860HRC工序号工序名称工序内容1备料将毛胚锻造成3262圆棒mm2热处理中温退火达 210

58、HBS3车外圆、钻中心孔按图车全行，单边留 0.2精加工余量，钻出中心孔mm4热处理淬火并回火，检查硬度 5862HRC5磨削磨外圆、两端面达设计要求6钳工精修全面达到设计要求7检验附录附录 B B 落料凹模的加工工艺过程卡落料凹模的加工工艺过程卡 材料：Cr12 硬度：5860HRC工序号工序名称工序内容1备料用型钢棒料，在锯床或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能2粗加工毛胚铣削毛胚的六个面，加工至尺寸 16216232，留粗mm磨余量 0.4mm3磨平面磨上，下两平面和相邻两侧面，作为加工时的基准面，单面留精磨余量 0.20.3，保

59、证各面相互垂直mm4钳工划线以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线212销孔、212.5 过孔中心线，并按照事先加工好mm的凹模样板划型孔轮廓线5粗加工型孔沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，然后在立式铣床上按划线加工型孔，留锉修单面余量 0.30.5mm6精加工型孔钳工锉修型孔，并随时用凹模样板校验。合格后，锉出型孔斜度7加工螺钉过孔和销孔加工 212销孔、212.5 过孔中心线mm8热处理淬火、低温回火，保证 6064HRC9磨削精磨上、下两端面，达到制造要求10精修型孔钳工研磨型孔，达到规定的就技术要求12检验40附录附录 C 冲裁模初始用间隙冲裁模初始用间隙 2C()mm冲裁模初始用间

60、隙冲裁模初始用间隙 2C （）mm08、10、35、Q295、Q235AQ34540、5065Mn材料厚度t()mmCminCmaxCminCmaxCminCmaxCminCmax0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.03.54.04.55.56.06.58.00.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1260.1320.2200.2460.2600.3600.4000.4600.5400.6400.7200.9401.0800.0600.7200.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.360

61、0.3800.5000.5600.6400.7400.8801.0001.2801.4400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.6800.7800.8400.9401.2000.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9200.9601.1001.2001.3001.6800.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.220

62、0.2600.2800.3800.4200.4800.5800.6800.7800.9801.1401.1400.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.7800.9201.0401.3201.5001.5000.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126注释： 1、初始间隙值的最小值相当于间隙的公称数值。2、最大值是考虑到凸模和凹模的制造公差所增加的数值。3、在使用过程中，由于模具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因而间隙

63、的使最大数值要超过表列数值。WC碳的质量分数，用其表示钢中的碳含量。41附录附录 D J23 系列开式可倾压力机主要技术参数系列开式可倾压力机主要技术参数型号技术参数代号单位J23-10J23-16J23-25J23-40J23-63J23-80J23-100滑块公称压力PeKN100160 2504006308001000滑块行程Smm6070 80100120130140封闭高度H2mm180220250300360380400连杆调节量M1mm5060708090100110滑块中心线至机身距离C1mm130160 190220260290320左右amm180220260300340380420工作台孔尺寸前后bmm90110130150 180210230直径dmm30405050506060模柄孔尺寸深度lmm50607070707575垫块厚度H1mm5060708090100 110 最大倾斜角3030303030303025左右amm360450630630710800900工作台尺寸前后bmm240300420420480540600