机械毕业设计（论文）-垫片冲压模具设计【全套图纸】.pdf

i 摘摘 要要 冲压模具技术作为模具制造业中最重要的组成部分，机械、电子、轻工业 等大量使 用了冲压零件，所以冲压模具技术水平的高低，发展前景的好坏直接 影响到整个制造业 的发展。随着经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的 要求，也为其发展提供了巨 大的动力。 复合冲压模的特点是生产率高，冲裁 件的内孔与外缘的相对位置精度高，本制件为 小尺寸平板冲裁件，要求平整、 料厚很小，且要求大批量生产，故采用顺装式复合冲裁 模。凹模采用整体结构。 为了使加工平稳和送料方便，模具采用对角导柱。本复合模采用了冲孔和落料 两个工序进行冲压。该套冲压模具设计周密，设计内 容全面。包括对冲压件工 艺性分析，模具工艺方案的确定，模具零件的设计、受力计算 及其校核，模具 标准的选定，装配图的绘制，压力机的型号选定，零件加工工艺的确定 等，并 综合考虑分析横排、对排、斜排等各种排样方式的优缺点和适应性，最后以最 高 效率、最低成本、最高质量、最简结构来确定排样和模具的结构，这样的模 具操作更加 安全、快捷、方便，并且更容易达到冲压件的公差等级要求等。实 现了冲压模具用材节 省、结构合理、精度高、操作方便等优点。 关键词：关键词：正装复合模；排样； 落料；冲孔 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 ii 目目 录录 摘摘 要要 i 1 绪论绪论 1 2 冲压件工艺分析冲压件工艺分析 2 2.1 材料分析 2 2.2 零件结构 2 2.3 尺寸精度 3 3 冲裁方案的确定冲裁方案的确定 4 3.1 冲裁工艺方案的确定 4 3.2 冲裁工艺方法的选择 4 3.3 冲裁结构的选取 5 4 模具总体结构的确定模具总体结构的确定 7 4.1 模具类型的选择 7 4.2 送料方式的选择 7 4.3 定位方式的选择 7 4.4 卸料、出件方式的选择 7 4.5 导向方式的选择 7 5 工艺参数计算工艺参数计算 9 5.1 排样设计和计算 9 5.1.1 确定搭边值 . 9 5.1.2 送料步距与条料宽度的计算 9 5.1.3 材料利用率的计算 . 10 5.2 冲压力的计算 11 5.2.1 落料力、冲孔力、卸料力、推件力的计算 11 5.2.2 压力机的选择 . 12 6 刃口尺寸计算刃口尺寸计算 14 6.1 尺寸计算原则 14 6.2 凸、凹模刃口尺寸计算 . 14 7 主要零部件设计主要零部件设计 16 7.1 凹模设计 16 7.2 凸模的设计 17 7.3 凸凹模设计 18 7.4 卸料板的设计 19 7.5 固定板的设计 20 7.6 上下模座、模柄的选用 20 8 冲压设备的校核与选定冲压设备的校核与选定 22 8.1 冲压设备的校核 22 8.2 冲压设备的选用 22 致谢致谢 23 参考文献参考文献 24 1 1 绪论绪论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还是相当落后，主要原因是我国在冲压基 础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国 家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业 发达国家的模具相比差距相当大。 随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、 精密，更新换代速度快等变化特点，冲压模具正朝向高效、精密、长寿命、大型化方向 发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造 技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（cad） 、数 控切割加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（cad/cam）技术转变。 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生 分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。冲压 通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫 做冷冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加 工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生 产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲模工艺就无法实现。冲压或板料冲压。冲压 是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，是一种材料成型工程技术。根据工艺性质 分类（1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、 切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直线 （弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （3）拉深模 是 把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （4）成形 模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局 部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 2 2 冲压件工艺分析冲压件工艺分析 图 2- 1 零件简图 生产批量：大批量； 材料：08f； 材料厚度：1.2mm. 2.1 材料分析材料分析 表表 2- 1 工件材料抗剪性能工件材料抗剪性能 材料名称 抗剪强度 （mpa） 抗拉强度 （mpa） 08f 220- 310 280- 390 2.2 零件结构零件结构 零件结构形状相对简单， 对冲裁加工较为有利。 零件中有 4 个小圆孔和 1 个大圆孔， 孔的最小直径为 3.2mm，孔离工件边缘的距离最小为 1.4mm。根据该零件形状来分析， 该零件的结构满足冲裁要求。 3 2.3 尺寸精度尺寸精度 零件图的技术要求中，未注公差等级按 it14。又因该冲件结构简单、基本对称、尺 寸不大。从零件的形状、尺寸标注及生产批量等分析均符合冲裁的工艺要求。 4 3 冲裁方案的确定冲裁方案的确定 3.1 冲裁工艺方案的确定冲裁工艺方案的确定 在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺 方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。 3.2 冲裁工艺方法的选择冲裁工艺方法的选择 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。 其三种工序的性能见表 3- 1： 表表 3- 1 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能单工序冲裁、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 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 5 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 复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位 精度要求比级进模低，而且生产要求大批量生产。为提高生产率，根据上述方案分析、 比较，宜采用复合模冲裁。 3.3 冲裁结构的选取冲裁结构的选取 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 通过对正装式复合模和倒装式复合模两种优点、缺点及适用范围的分析比较，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 6 距离较小的冲裁件。而倒装式复合模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件。综上所述，该制 件结构一般，当时工件孔离边缘较近，孔边距不是很大，宜采用正装式复合模。 7 4 模具总体结构的确定模具总体结构的确定 4.1 模具类型的选择模具类型的选择 由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为正装式复合模。 4.2 送料方式的选择送料方式的选择 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送 料方式。 4.3 定位方式的选择定位方式的选择 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 料的送进布局采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠 操作工目测来定。 4.4 卸料、出件方式的选择卸料、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。 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， 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。 因为工件料厚为 1.2mm，卸料力一般，可采用弹性卸料装置。 4.5 导向方式的选择导向方式的选择 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。 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：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 8 一个方向送料。 （a） （b） （c） （d） 图图 4- 1 导柱模架导柱模架 （a）中间导柱模座 （b）后侧导柱模座 （c）对角导柱模座 （d）四导柱模座 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， 采用中间导柱模架。 9 5 工艺参数计算工艺参数计算 5.1 排样设计和计算 由于产量大，材料利用率是一项很重要的经济指标，要提高材料利用率就必须减 小废料面积，条料在冲裁过程中翻动要少，使工人操作方便、安全，减轻劳动强度， 排样应保证冲裁件的质量，无论是采用有废料或少、无废料的排样，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、多排等多种形式的排列方式， 可以根据不同的冲裁件形状加以选出用。现工件外形为圆形，采用有废料的直排法， 比较方便、合理。 5.1.1 确定确定搭边值搭边值 搭边起补偿条料的剪裁误差，送料步距误差以及补偿于条料与导料板之间有间隙 所造成的送料歪斜误差的作用。使凸，凹模刃口双边受力，受力平衡，合理间隙一易 破坏，模具寿命与工件断面质量都能提高。对于利用搭边自动送料模具，搭边使条料 有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值主要决定于材料厚度、材料 种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般板料愈厚，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。由查表得工件间搭边值 a1=1.2mm、侧 面 a=1.5mm。 5.1.2 送料送料步距步距与与条条料料宽宽度的计算度的计算 采用直排的排样方案，如图 3- 1 所示： 冲压件的毛坯面积： a=740.3mm2 送料步距 a：送料步距的大小应为条料上冲裁件的对应点之间的距离，每次冲一 个零件的步距按式：a23.2mm 条料宽度 b：b37mm 10 图 5- 1 排样图 5.1.3 材料利用率的计算材料利用率的计算 通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分率來表示，按式 (3- 27) = 0 1 s s 100%=ab s1 100% 式中 1 s 一个步距内零件的实际面积 0 s 一个步距内所需毛坯面积 a 送料步距 b 条料宽度 11 带入数据可得： = s ab 100%= 2 740.3 23.237 mm mmmm 100%86.24% 5.2 冲压力的计算 5.2.1 落落料料力力、冲、冲孔力孔力、卸料、卸料力力、推推件件力力的计算的计算 计算冲裁力的目的是为了选用合理的压力机，设计模具以及检验模具的强度。压力 机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁工艺的需求。一般可按下公式计算： ltfp= 式中 fp- - - - - - - 冲裁力（n） ； l- - - - - - - - 冲裁周边长度（mm） ； t- - - - - - - - 冲裁料厚(mm)； b- - - - - - - - - - - - - - - 抗剪强度（mpa） ； （1）落料力计算 按上式： ltf= 落 式中： f落落料力（n） ； l工件外轮廓周长（mm） ； t材料厚度（mm） ，t=1.2mm； 材料抗剪强度（mpa） 。材料为 08f，由查表，300mpa =。 根据零件图可算落料轮廓长度 l=107mm 则 1071.230038.5fmmmmmpakn= 落 （2）冲孔力 ltf= 冲孔 式中 冲孔 f冲孔力（n） ； l工件外轮廓周长（mm） ； 12 t材料厚度（mm） ，t=1.2mm； 材料抗剪强度（mpa） 。由查表，300mpa =。 根据零件图可算冲孔轮廓长度 l=66.7(mm) 则 66.71.230024fmmmmmpakn= 冲孔 2. 落料时的卸料力的计算 卸 f =kx 落 f 式中 卸 f - - - - - - - - - - -卸料力（n） ； 落 f - - - - - - - - - - -落料力（n） kx - - - - - - 卸料系数，查冲压模具简明设计手册表 3- 11，p57 其值为 0.030.04，取 k=0.04。 则 卸 f =kx 落 f =0.0438.5=1.54（kn） 3. 冲孔时的推件力的计算 推 f =kt 冲 f 式中 推 f - - - - - - - - - - - - -推料力（n） ； k1- - - - - - 推料系数， 查 冲压模具简明设计手册 表 3- 11， 其值为 0.05； 推 f =kt 冲 f =0.0524=1.2(kn) 冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于各冲裁工艺力的总和 总 f = 落 f + 冲孔 f + 卸 f + 推 f 式中： 冲裁力 落 f =38.5kn， 冲孔 f=24kn， 卸料力 卸 f =1.54kn， 推料力 推 f =1.2kn， 则: 总 f = 落 f + 冲孔 f + 卸 f + 推 f =65.24kn 5.2.2 压力机的选择压力机的选择 由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 总压 ff3 . 1选择压力机。参照 13 设计手册选取公称压力为的压力机，压力机型号为 j23- 16。 表 4- 1 为压力机 j23- 16 技术参数： （ 冲压模具简明设计手册表 13.10，p389） 表 5- 1 压力机参数 型 号 j23- 16 公称压力/kn 160 滑块行程/mm 65 最大倾斜角度 35 最大闭合高度/mm 220 闭合高度调节量/mm 55 垫板尺寸（厚度 mm孔径 mm） 50200 模柄孔尺寸（直径 mm深度 mm） 4060 工作台尺寸 前后 370 左右 560 14 6 刃口尺寸计算刃口尺寸计算 冲裁件的尺寸精度取决于凸，凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸， 凹模刃口部分的尺寸来实现的保证。正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。 6.1 尺寸计算原则 1） 落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计 落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取 在凹模上。 2） 考虑到冲裁时凸，凹模的磨损，在设计凸，凹模刃口尺寸时，对基准件刃口 尺寸在磨损后增大的， 应取工件尺寸公差范围内较小的数值。 对基准件刃口尺寸在磨 损后减小，应取工件尺寸公差范围内较大的数值，在凸，凹模磨损到一定程度的情况 下，仍能冲出合格的零件。 3) 确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又能保证有合理的间 隙数值，一般模具制造精度比工件精度高 3- 4 级 6.2 凸、凹模刃口尺寸计算 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，是冲裁模具 设计中的一项重要工作。 凸模、凹模工作部分尺寸即凸、凹模刃口尺寸的计算，有两种计算方法，第一种计算 方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；第二种计算方法是凸模与凹模配作法。 该冲件尺寸较多，若采用分开加工法计算，计算繁琐，且计算量较大，不宜采用，故 采用第二种算法：凸模与凹模配作法。 （1）凸模或凹模磨损后会增大的尺寸- - - 第一类尺寸 a aj=(amax-x) 4 1 0 + （2）凸模或凹模磨损后会减小的尺寸- - - 第一类尺寸 b 15 bj=(bmin+x) 0 4 1 （3）凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸- - - 第一类尺寸 c cj=(cmin+ 2 1 ) 8 1 + 其中，x 为磨损系数。 因为本工件尺寸均为基本尺寸，故按 it14 级精度，x=0.5。 在所有的尺寸中， 属于 a 类尺寸的有： 0 0.52 34、 0 0.52 22、 0 0.3 3r 属于 b 类尺寸的有： 0.16 0 8.5 + 、 0.16 0 3.2 + 属于 c 类尺寸的有：26 0.2 、16 0.2 注：凸模或凹模磨损后将会增大的尺寸第一类尺寸 a。 凸模或凹模磨损后将会减小的尺寸第二类尺寸 b。 凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸第三类尺寸 c。 具体计算如表 6.1。 表 6- 1 工作零件刃口尺寸计算 尺寸类型 公称尺寸 公式 计算后尺寸 备注 落料 0 0.52 34 + = )4/1 ( 0 )max(xaaj 0.13 0 33.74+ 保证双边间隙为 0.1- 0.14。 0 0.52 22 0.13 0 21.74+ 0 0.3 3r 0.08 0 2.75+ 冲孔 0.16 0 8.5 + 0 )4/1 ( )min( +=xbbj 0 0.04 8.58 0.16 0 3.2 + 0 0.07 3.28 中心 距 260.2 cj=(cmin+ 2 1 ) 8 1 + 260.04 160.2 160.04 16 7 主要零部件设计主要零部件设计 虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同 的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。 设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件的定位、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 凹凹模设计模设计 7.1.1 凹凹模模外形外形的确定的确定 凹模的外形一般有矩形和圆形两种。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。 凹模各尺寸计算公式如下： 凹模边壁厚 h=kb1 （7- 1） 凹模边壁厚 c=(1.52)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。 表表 7- 1 系系数数 k 值值 材料料宽 s/mm 材料厚度 t/mm 1 13 36 50 0.300.40 0.350.50 0.450.60 50100 0.200.30 0.220.35 0.300.45 17 100200 0.150.20 0.180.22 0.220.30 200 0.100.15 0.120.18 0.150.22 查表7- 1得：k=0.4。 根据公式（7- 1）可计算落料凹模板的尺寸： 凹模厚度： h=kb1=0.432=12.8（mm） 根据公式（7- 2）可计算凹模边壁厚： c2h=28（mm） 取整后，选择凹模大体尺寸lbh=120mm100mm20mm。 7.1.2 凹模刃口结构形式的选择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 it11 级，内型腔精度为 it7 级，表面粗糙度为 ra1.6um，上下平面的平行度为 0.04，材料选 t10a。 7.2 凸模的设计凸模的设计 7.2.1 凸模结构的确定凸模结构的确定 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。 7.2.2 凸模材料的确定凸模材料的确定 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 t10a，热处理 5862hrc。 18 7.2.3 凸模精度的确定凸模精度的确定 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 ra1.6um。 7.3 凸凹模设计凸凹模设计 7.3.1 凸凹模外形尺寸的确定凸凹模外形尺寸的确定 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。 7.3.2 凸凹模壁厚的确定凸凹模壁厚的确定 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- 2。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小一些。 表表 7- 2 凸凹凸凹模的模的最小壁厚最小壁厚 材料厚度t/mm 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.5 最小壁厚mm 1.4 1.8 2.3 2.7 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.2 5.8 材料厚t/mm 2.8 3.0 3.2 3.5 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 最小壁厚mm 6.4 6.7 7.1 7.6 8.1 8.5 8.8 9.1 9.4 9.7 10 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1.5mm， 该壁厚为1.5mm即可， 本设计中凸凹模的壁厚为2mm， 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。 19 (a) (b) (c) (d) (e) 图 7- 1 凸凹模洞口的类型 (a)直通式 (b)直通式 (c)直通式 (d)锥筒式 (e)锥形式 凸凹模洞口的类型如图 7- 1 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、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 c 型洞口。 7.4 卸料板的设计卸料板的设计 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- 3 确定，取 0.1mm。 卸料板的厚度选为 10mm，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸 120mm100mm20mm，从而可以确定卸料板的尺寸 120mm100mm10mm。 表表 7- 3 卸料卸料板板与与凸凹凸凹模模间隙值间隙值 材料厚度 t/mm 0.5 0.51 1 单边间隙 z/mm 0.05 0.1 0.15 20 7.5 固定板的设计固定板的设计 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，使凸凹模与下模座、 下垫板更好的定位。凸凹模与凸凹模固定板的配合按 h7/m6。 固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍。 则固定板的厚度： h固=（0.60.8）h凹 （7- 5） 式中： h固- 固定板厚度； h凹- 凹模厚度。 根据公式（7- 7）得凸模固定板和凸凹模固定板厚度都为： h固=（0.60.8）h凹 =（0.60.8）h凹 =（0.60.8）20 =1216（mm） 取厚度为15mm。 7.6 上下模座、模柄的选用上下模座、模柄的选用 7.6.1 上下模座的选用上下模座的选用 本模具采用中间导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。中间导柱、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 25mm。而下模座底面与导柱底面的距离为 15mm。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 5862hrc。 导柱的直径、长度，按标准选取。 导柱：a22h6160 gb/t2861.1 21 导套：a35h685 gb/t2861.6 模座的的尺寸 l/mmb/mm125mm100mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准分 别为 35mm、40mm。 7.6.2 模柄的选用模柄的选用 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。 根据本模具结构，采用方案三。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。 22 8 冲压设备的校核与选定冲压设备的校核与选定 8.1 冲压设备的校核冲压设备的校核 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