毕业设计（论文）-封口盖冲压工艺分析与模具设计.doc

毕业设计封口盖冲压工艺分析与模具设计135011111梁 柱学生姓名： 学号： 机械工程系系系 部： 机械设计制造及其自动化专 业： 赵跃文指导教师： 二零一五年六月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 封口盖冲压工艺分析与模具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号：1350111 11 学生： 梁柱 指导教师（含职称）： 赵跃文（副教授） 1课题意义及目标通过本次毕业设计，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，独立分析和解决冲压产品开发及模具设计等工程领域实际问题的能力，为毕业后从事相关技术工作打好基础。2主要内容（1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案。 （2）进行冲压工艺设计：工艺性质、工序数目、工序顺序、工序尺寸确定。（3）模具的总体设计：冲模类型、结构形式等。（4）模具的结构设计：模具工作部分尺寸计算，材料选用、结构尺寸确定等。（5）绘制模具装配图及零件图，完成设计说明书一本。3主要参考资料 1王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2000. 2李天佑.冲模图册 M.北京:机械工业出版社,2005. 3丁松聚.冷冲模设计 M. 北京:机械工业出版社,2010.4田博.冲模设计手册编写组编. 冲模设计手册（4）北京:机械工业出版社,2001.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告2014.12.012014.12.312完成工艺计算、确定工艺方案2015.01.012015.03.203确定模具结构方案，中期检查2015.03.212015.04.304模具总体设计、结构设计2015.05.012015.05.155完善设计内容、完成设计说明书及答辩工作2015.05.162015.06.10审核人： 年 月 日封口盖冲压工艺分析与模具设计摘 要: 模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证。此次设计对产品进行了详细的工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件。通过对制件的分析，确定采用倒装复合模。设计模具成型部分时，运用极限法和配合法计算出冲裁刃口尺寸。查资料，选好了搭边值，并算出料宽，确定坯料的尺寸。计算出冲裁力，确定压力中心，选好压力机。然后通过对冲裁力的分析计算，确定凸凹模、凹模，冲头各部分的尺寸，最后确定其他部分尺寸，设计出整套模具。该制件结构比较简单，但在设计时要考虑好多细节，综合运用各种方法，合理的设计模具。在完成各个部分的设计后，通过装配图，把每个部分的设计用图纸综合的展现出来，同时运用3D设计，使模具系统更加形象化，并且检查模具是否有干涉等问题。最后把所有的设计总结出来，完成了这篇文章。关键词：复合模；冲压模具；封口盖Sealing cap stampingprocess analysis and die designAbstract : Mold manufacturing mold design is the basis for rational design of the right mold to ensure correct; mold manufacturing technology to improve the mold quality.Identify the product of a detailed analysis and the process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts. Through the analysis of parts, determine the inversion compound die. Design mould molding part, using the method of limit and cooperate with the method to calculate the cutting edge dimension. Check information, chosen by boundary value, and calculate the material width, determine the size of the blank. Calculate the blanking force, determine the pressure center, choose good press. And then through the analysis of hedge cutting force calculation, determine the convex concave die, die, the punch size of each part, finally determine the other part size, design of a complete set of mold. In the course of forming part of the fixed, anaerobic adhesive, simplify the shape of the molding parts.The product structure is simpler, but want to consider a lot of details, in the design of the integrated use of various methods, reasonable design mold. In the completion of the design of each part, through the assembly drawing, the drawing for each part of the design of the integrated display, at the same time using the 3 d design, make the mould system more visualization, and to check whether there is interference problems such as mold. Finally summed up all the design, to complete the article.Keywords: Combination die；Stamping die tool；Sealing cap目录 1.封口盖冲压工艺分析与方案确定1 1.1零件图如下1 1.2冲压件工艺分析1 1.3冲压工艺方案的确定1 1.4工艺方案分析22. 模具结构形式的确定3 2.1主要工艺参数的计算3 2.1.1毛坯尺寸的计算3 2.1.2确定修边余量3 2.1.3确定毛坯直径3 2.1.4确定是否使用压边圈3 2.1.5确定拉深次数42.1.6排样设计4 2.1.7材料的利用率5 2.1.8冲压力的计算5 2.1.9压力中心的确定7 2.1.10压力机的选择83. 模具总体设计9 3.1模具类型的选择9 3.2定位方式的选择9 3.3卸料方式的选择9 3.4出件方式10 3.5确定送料方式10 3.6导向方式的选择10 3.2模具工作部分尺寸计算11 3.2.1工作零件刃口尺寸计算11 3.2.2冲载间隙分析11 3.2.3落料模具工作零件刃口尺寸计算12 3.2.4冲孔模具工作零件刃口尺寸计算123.2.5拉深模具工作零件刃口尺寸计算134. 主要零部件设计13 4.1工作零件的结构设计144.1.1落料凹模14 4.1.2冲孔凸模14 4.1.3凸凹模155. 其它模具零件结构尺寸15 5.1.1定位零件的设计16 5.1.2卸料、顶件零件的设计16 5.1.3导向零件的设计17 5.1.4紧固零部件的设计18 5.1.5固定与支撑零件的设计18 5.2.1模架的设计19 5.2.2模具装配19 5.2.3模具装配的精度要求20 5.2.4冷冲模装配的技术要求20 5.2.5模架的装配20 5.2.6冲孔落料拉深复合模的装配21总结22参考文献23致谢24太原工业学院毕业设计1.封口盖冲压工艺分析与方案确定1.1零件图如下 材料为10钢，厚度t=1mm，大批量生产。1.2冲压件工艺分析（1）材料:该冲裁件的材料10钢是普通碳素结构钢，属于优质碳素结构钢，其力学性能如下：抗剪强度255-333MP,抗拉强度b 294-432MP,屈服点s 206MP,伸长率29%，塑性较好，是常用的冲压材料，适合冲压加工。（2）零件结构: 零件结构简单对称，外形比较规则，结构形状简单。该零件为无凸缘带孔拉深件，拉深高度不大，孔在底部且不在拉深变形区。（3）尺寸精度: 零件图上所有未标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差，查公差表可得工件基本基本尺寸公差为：300+0.52 390+0.62 R1.50+0.25 80+0.36由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。1.3冲压工艺方案的确定由图可知该零件包括落料、拉深、冲孔、切边四个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:方案一：先落料，再拉深，然后冲孔，最后切边，采用单工序模生产。方案二：落料一拉深一冲孔一切边复合冲压，采用复合模生产。方案三：落料一拉深一冲孔一切边连续冲压，采用连续模生产。1.4工艺方案分析 方案一：模具结构简单，使用寿命相对较高，但需要四道工序、四套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 方案二：只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证且生产效率也高，尽管模具结构与方案一相比较复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不难。方案三：也需要一套模具，生产效率也很高，但模具结构较复杂，冲压精度稍差。通过以上三种方案的分析比较，对该零件冲压生产以采用方案二为最佳。2.模具结构形式的确定 正装式复合模和倒装式结构比较： 正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲载件，还可以冲制孔边距较小的冲载件。废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的涨力，有利于凸凹模减小最小壁厚。 倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲载件，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件，便于操作，并为机械化出件提供了有力条件，所以应用十分广泛。综合比较，该制件的生产采用倒装式复合模具生产。2.1主要工艺参数的计算2.1.1毛坯尺寸的计算因为零件的厚度t=1mm,所以按拉深件中线尺寸计算，及d=38mm,h=8.2mm,r=2mm2.1.2确定修边余量根据冲压件相对高度：h/d=8.5/38=0.22mm,查表得0.220.5-0.8 不需要修边余量2.1.3确定毛坯直径 D= = 51.02mm 取D=51mm2.1.4确定是否使用压边圈毛坯的相对高度t/D100%=1/51100%=1.96 查表得压边圈在可用可不用范围，为了保证零件质量，减少拉深次数，决定采用压边圈。2.1.5确定拉深次数 先判断能否一次拉成，根据毛坯的相对高度，查表得m1=0.48-0.50零件的总拉深系数m总=d/D=38/51=0.745 由于m总=0.745m1=0.48-0.50 因此能一次拉成。2.1.6排样设计 排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样和选择适当的搭边值，是降低成本、保证工件质量及延长模具寿命的有效措施。 排样的方式有多种多样，如：直排、斜排、直对排、混合排、少废料和无废料等排样方式,此冲裁件采用直排。 排样时工件以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件；保持条料有一定的刚度，便于送料。搭边值的大小与下列因素有关： 1.材料的力学性能，硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些。 2.工件的形状与尺寸，工件的尺寸大或有圆角半径较小的凸起时，搭边值取大些。 3.材料厚度，材料厚度大则搭边值大一些。4.送料及挡料方式，手工送料、有侧压装置的模具，搭边值要小一些；用侧刃定 距比挡料销定距的搭边小一些。 5.卸料方式，弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。 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，并且影响冲裁件的剪切表面质量。 查表确定搭边值:条料边缘的搭边和工件间的搭边分别为a=0.8mm和a1=1.0mm从而可计算出条料宽度和送进步距：B=（D+2a1+2+b0)0- =(51+21+20.5+0.5)0-0.5=540-0.5mm送进步距A: A=D+a=51+0.8=51.8mm如图所示： 毛坯排样采用的是条料，且垂直于送料方向的凹模宽度大于送料方向的凹模长度，为降低生产成本，提高经济效益，采用横向手工送料方式。2.1.7材料的利用率选取1mm1000mm3000mm的板料1.裁成54mm长3000mm的条料，则每张板料所出零件数为：3000/541000/51.8=5519=10452.裁成54mm长1000mm的条料，则每张板料所出零件数为：1000/543000/51.8=1857=1026采用第一种裁法材料利用率：=n总D2/10003000100%=71%2.1.8冲压力的计算冲压力冲件外轮廓线的冲载力： 式中：落料力（KN）；L工件外轮廓周长；t材料厚度，其中t=1mm；材料的抗剪强度（Mpa），10钢抗剪强度255-333MP，取=300MPK系数，取K=1.3；所以=1.33.14513001=62454.6N冲孔力：孔的冲载力式中：冲孔力（KN）；L工件外轮廓周长；t材料厚度，t=1mm；材料的抗剪强度（Mpa），10钢抗剪强度255-333MP，取=300MPK系数，取K=1.3所以=1.33.14301300=36738N拉深力：F3=kdtb式中：d拉深件直径（mm）；t料厚（mm）b材料强度极限（MP），10钢b294-432MP,取b=400MPK修正系数，与拉深系数有关，由m=0.745查表得K=0.5所以F3=0.53.14381400=23864N压边力：F4=/4D2-(d1+2R凹)2P式中：D毛坯直径（mm）；d1拉深件直径（mm）；R凹凹模圆角半径（mm）；R凹=2.5mmP单位压边力（MP),查表得P2.5-3.0，取P=2.5所以F4=3.14/4512(38+22.5)22.5=1180.64N切边力；F5=1.3Lt式中:L工件外轮廓周长；t材料厚度，t=1mm；材料的抗剪强度（Mpa），10钢抗剪强度255-333MP，取=300MPK系数，取K=1.3所以F5=1.33.14391300=47759.4N卸料力：F卸=K卸F落式中：K卸卸料力系数，查表得K卸=0.06-0.09，取K卸=0.08所以F卸=0.0862454.6=4996.368N顶件力：F顶=K顶F落式中：F顶顶件力系数，查表得F顶=0.14所以F顶=0.1462454.6=8743.644N推件力：F推=nF推F落式中：F推推件力系数，查表得F推=0.1n梗塞在凹模内的冲件数（n=h/t）,n=3所以F推=30.162454.6=18736.38N模具总冲压力为：F总=204473.028204.47KN2.1.9压力中心的确定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，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心按下述原则确定： 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.形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。 又前面对零件的分析可知，改零件结构对称，又用复合模，因此其压力中心就为其几何中心。2.1.10压力机的选择 压力机公称压力的确定：对于冲裁工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.11.3倍，即P(1.1-1.3)F总=224.92-265.81KN根据上述计算，初步选用型号为J23-25开式双柱可倾压力机。该型号压力机主要技术规格如下：公称压力:250KN；滑块行程 :65mm；行程次数：55/105（次/min）；最大装模高度：270mm；连杆调节长度 ：55mm；工作台尺寸：370mm560mm；模柄孔尺寸：50mm70mm；电动机功率：2.2KW；3.模具总体设计3.1模具类型的选择 冲裁模结构类型很多，按工序组合程度分类，可分为：单工序模、复合模、级进模等。 单工序模是指在压力机的一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模，落料模只适用于冲裁精度要求不高，形状简单和生产批量小的冲件。 复合模是指在压力机的一次行程中，在模具的同一工位上同时完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模。它在结构上的主要特点是有一个或几个具有双重作用的工作零件凸凹模，如在落料冲孔复合模中只有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。根据凸凹模在模具中的装配位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模。复合模因压料较好，冲件平整精度高，该生产采用的是大批量生产，生产效率较高。 级进模又称连续模，是指在压力机一次行程中，依次在同一模具的不同工位上同时完成多道工序的冲裁模。在级进模上，根据冲件的实际需要，将各工序沿送料方向按一定顺序安排在模具的各工位上，通过级进冲压便可获得所需冲件。级进模不但可以完成冲裁工序，还可以完成成形工序等等，是一种多工序高效率冲模。它可分为普通级进模和多工位精密级进模。根据零件的冲裁工艺方案，确定采用复合模。此模具的结构较为简单，降低了模具的加工难度，减少生产成本，提高了生产效益。3.2定位方式的选择因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销。控制条料的送料步距采用挡料销初定距。3.3卸料方式的选择 刚性卸料与弹性卸料的比较： 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，冲载后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取。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载间隙。此时要求凸模卸料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且模具结构为倒装的场合。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料，由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择，若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲载间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。 工件的平直度较高，料厚为1mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压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动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故采用弹性卸料。3.4出件方式 因采用倒装式复合模生产，故采用刚性出件上出件。3.5确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B大于送料方向的凹模长度L，故采用纵向送料方式，即由前向后送料。3.6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，其对角导柱模架上、下模座工作平面的横向尺寸L一般大于纵向尺寸B，常用于横向送料级进模或者纵向送料的单工序冲载模、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，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。 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，以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，导向准确可靠、滑动平稳。但只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。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，该复合模采用中间导柱的导向方式，即方案四最佳。3.2模具工作部分尺寸计算3.2.1工作零件刃口尺寸计算3.2.2冲载间隙分析（1）间隙对冲载件尺寸精度的影响 冲载件的尺寸精度是指冲载件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两个方面的偏差，一是冲载件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。（2）间隙对模具寿命的影响 模具寿命受各种因素的综合影响，间隙也许是模具寿命诸因素中最主要的因素之一，冲载过程中，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。（3）间隙对冲载工艺力的影响 随着间隙的增大，材料所受到的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲载力减小。通常冲载力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的左右时，冲载力的降低不超过。间隙对卸料力和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。（4）间隙值的确定由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲载件质量、冲载工艺、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，以保证冲载件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲载力小、模具寿命高，但分别从质量，冲载力、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合适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。材料厚1mm，用10钢，查表得：Zmin=0.1mm Zmax=0.14mm3.2.3落料模具工作零件刃口尺寸计算 对于落料部分按未标注公差IT14级计算，所以落料件尺寸为510-0.74mm查表可知：Zmin=0.1 Zmax=0.14 凸=-0.02 凹=+0.03查相关资料得因数x为：当工件精度IT10以上 x=1当工件精度IT11到IT13 x=0.75当工件精度IT14 x=0.5所以落料凸凹模基本尺寸为：D凹=（Dmax-X)+凹0=（51-0.50.74）+0.030=50.63+0.030mmD凸=（D凹-Zmin)0-凸=（50.63-0.1）0-0.02=50.530-0.02mm由|凸|+|凹|=0.02+0.03=0.05mm Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm 知，不能满足间隙公差条件。此时凸凹模的制造公差应按下式选取：凸=0.4（Zmax-Zmin）=0.016mm凹=0.6（Zmax-Zmin）=0.024mm故落料时模具刃口尺寸为：D凹=50.63+0.0240，D凸=50.530-0.0163.2.4冲孔模具工作零件刃口尺寸计算 对于冲孔部分按未标注公差IT14级计算，所以落料件尺寸为30+0.520mm查表可知：Zmin=0.1 Zmax=0.14 凸=-0.02 凹=+0.025所以冲孔凸凹模基本尺寸为：d凸=(dmin+X)0-凸=（30+0.50.52）0-0.02=30.260-0.02d凹=（d凸+Zmin）+凹0=（30.26+0.1）+0.0250=30.36+0.0250由|凸|+|凹|=0.02+0.025=0.045mm Zmax-Zmin=0.14-0.1=0.04mm 知，不能满足间隙公差条件。此时凸凹模的制造公差应按下式选取：凸=0.4（Zmax-Zmin）=0.016mm凹=0.6（Zmax-Zmin）=0.024mm故落料时模具刃口尺寸为：d凸=30.260-0.016，d凹=30.36+0.02403.2.5拉深模具工作零件刃口尺寸计算 由于工件要求外形尺寸，以凹模尺寸为基准进行计算。对于拉深部分的工件39+0.620mm，制造公差查表可知：凸=-0.03 凹=+0.05查表得拉深模的单边间隙为：Z/2=(1-1.1)t 得Z=2.2mm所以拉深凸凹模基本尺寸为：D凹=（D-0.75）+凹0=(39-0.750.62)+0.050=38.535+0.050D凸=（D-0.75-Z）0-凸=(39-0.750.62-2.2)0-0.03=36.3350-0.034.主要零部件设计4.1工作零件的结构设计4.1.1落料凹模（1）凹模结构形式 凹模的结构形式也较多，按外形可分为标准圆凹模和板状凹模 ，按结构分为整体式和镶拼式、预应力组合式。按刃口形式也有平刃和斜刃。一般用多采用整体式及镶拼式，根据零件为多种几何形状，整体式适用于小型凸、凹模，镶拼组合式主要用于较大的凸、凹模。根据以上分析应采用整体式，各种凹模的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。根据实际生产需要，使用外形为圆的板状凹模。（2） 凹模的固定方式 凹模的固定方式有三种：第一种是热套和冷压；第二种是低熔点合金，环氧树脂浇注及无机粘接；第三种是螺钉紧固，销钉定位。采用第一种时不易装拆，主要用于冷挤压预应力凹模。用第二种时，其紧固力较小，不易装拆。采用第三种时，紧固力大，定位可靠，通用性较强，装拆方便，适用于各种类型的模具采用，要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔或销孔与凹模刃口间的距离不能太近，否则会影响模具的寿命。根据以上分析应采用螺钉紧固，销钉定位。 凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与上模座固定的固定方式。因冲件为中大批量生产，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直筒形刃口，该形式刃口强度较高，修磨后刃口的尺寸不变，用于冲裁形状或精度要求高的零件。（3）凹模尺寸计算凹模厚度：H=kb(15mm)式中:b-冲裁件的最大外形尺寸；k-系数；查表得k=0.22H=0.2251=11.22mm 取H=20mm凹模壁厚:C=(1.5-2)H(30mm)=(1.5-2)20=30-40mm,取C=37mm,所以凹模周界为125mm。4.1.2冲孔凸模（1）凸模结构尺寸与固定方式 冲孔凸模刃口部分为圆形。凸模的固定方式有台肩固定、铆接固定、粘结剂浇注固定、螺钉与销钉固定。台肩固定结构简单，便于装拆，而且能承受较大的冲力；铆接固定与台肩固定的作用差不多，但其不易装拆，准确更换不方便；粘结剂浇注固定主要用与直通式圆形凸模；根据以上分析，我们采用厌氧胶固定，凸模设计成直通式。（2）凸模的长度计算 凸模的长度根据模具的具体结构确定，长度根据磨损量及固定板、卸料板厚度等来决定的即：L=H1+H2+H3其中为凸模固定板厚度，为卸料板厚度，为弹簧高度。查表得H1=14mm,H2=12mm,H3=30mm所以L=14+12+30=56mm4.1.3凸凹模具有落料凸模，与拉深凹模作用的凸凹模。其结构尺寸如下图1所示：具有拉深凸模，与冲孔凹模作用的凸凹模。其结构尺寸如下图2所示： 图1 图25.其它模具零件结构尺寸5.1.1定位零件的设计定位部分零件的作用是使毛坯送料时有准确的位置，保证冲出合格的制件，不致冲缺而造成浪费。用于冲模的定位零件有导料销、导料销、挡料销、定位板销、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应可靠并具有一定的强度，以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可用调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位装置应避开油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高时，要考虑粗定位和精定位两套装置，分步进行；坯料需要两个以上工序的定位时，它们的定位基准应该一致；设计定位装置还应考虑避免坯件正、反误放置的措施。1 挡料销挡料销属于送料定距的定位零件，用于限定条料送进距离、抵住条料的搭边或工件轮廓，起定位作用，在此用固定挡料销。固定挡料销是在凹模的适当位置的一个突起的销钉。在复合模冲切过程中条料每次向前送进时，挡料销的突起部分将冲切废料的某一部位挡住，从而起到定距的作用。当挡料销孔离凹模刃口太近时，挡料销可移离一个进距，以免削弱凹模强度。5.1.2卸料、顶件零件的设计卸料装置 卸料装置有刚性（即固定卸料板）和弹性两种形式。此外废料切刀也是卸料的一种形式。固定卸料板卸料力大，但无压料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上时多采用。弹性卸料板卸料力小，但有压料作用，冲裁质量较好，多用于薄料本模具中采用弹性卸料装置。其兼卸料及压料作用，冲件质量较好，平直度较高。卸料螺钉的设计为保证装配后卸料板的平行度，在同一模具中，各卸料螺钉的长度及卸料螺钉孔的深度都必须分别保持完全一致。对于卸料螺钉来说，其有效长度的公差应该保持在h8的偏差范围内。因此，选取圆柱头卸料螺钉，结构尺寸为1270M10推件装置推件装置也有刚性和弹性两种形式。刚性推件不起压料作用，但推件力大。弹性推件在冲裁时，能压住制件，冲出的制件质量较高，但弹性元件的压力有限，当冲裁较厚材料时推件的力量不足或使结构庞大。有时也做成刚、弹性结合的形式，能综合两者的优点。既可在冲裁时压住制件，使冲出的制件质量较高，又提供较大推件力，工作可靠。本模具中采用打料杆，顶板，顶杆卸料。5.1.3导向零件的设计在大批量生产中为便于装模或在精度要求较高的情况下，模具都采用导向装置，以保证精确的导向。导向装置设计的注意事项 导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合，且此时应保证导柱上端距上模座上平面留有1015mm的间隙； 导柱、导套与上、下模座装配后，应保证导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面留有12mm的间隙； 对于形状对称的工件，为避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同； 当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推垫，避免导套、导柱承受侧向力； 导套应开排气孔以排除空气。导向装置的结构 滑动式导柱导套结构 这种结构加工装配方便，易于标准化，但承受侧压能力差。 滚动式导柱导套结构 这种结构导向精度高，寿命长、成本高，在高速冲裁和精密冲裁中用的较多。 导柱：25mm150mm导套：25mm85mm33mm导柱导套的配合间隙，必须小于冲裁间隙，按H7h6配合。 导柱导套的长度依据模具闭合高度确定，应符合要求；导套采用H7/r6压入上模座的安装孔，导柱采用R7/h6压入下模座的安装孔。5.1.4紧固零部件的设计冲模中用到的紧固件主要是螺钉和销钉，其中螺钉起联接固定作用，销钉起定位作用。螺钉主要承受拉应力，其尺寸及数量一般根据经验确定，使用内六角螺钉，要按位置具体布置而定，紧固牢靠，螺钉头不外露；销钉常用圆柱销，数量一般为两个及两个以上，尽量远距离错开分布，以保证定位可靠；螺钉的旋入深度和销钉的配合深度一般为公称直径的1.52倍；销钉与销孔之间采用H7/h6或H7/m6配合，销钉与销孔之间采用H7/m6配合。5.1.5固定与支撑零件的设计模柄的设计 模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。一般情况下，模柄长度应比模柄孔深度小515mm，保证与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠。压入式模柄是最常用的模柄，它与上模座的孔采用过渡配合H7/m6，并加防转销。旋入式模柄是通过螺纹与上模座连接，并加防转螺丝。当采用压入式模柄可能造成上模座或模柄强度和刚度不足时，可选用旋入式模柄。旋入式模柄用于中小型模具。凸缘模柄一般用于大型模具、中小型复合模，上模座中间需开较大推板孔时，也应采用凸缘模柄。槽形模柄一般用于单工序敞开式落料模、弯曲模及其它成形模中。浮动式模柄的主要特点是压力机的压力通过凹球面垫块和凸球面模柄传递到上模，以消除压力机导向误差对模具导向精度的影响，主要用于高精度模具中。这里采用凸缘式模柄，与上模座采用H7/m6过渡配合。凸模固定板的设计凸模固定板的作用是将凸模固定在上模座的正确位置上。这里采用圆形固定板，外形轮廓尺寸与凸凹模一致，厚度取20mm；与凸模之间用导正螺栓固定，用销钉定位，螺钉紧固。5.2.1模架的设计 冲模模架标准是1991年5月1日由国家技术监督局批准频布实施的，该标准是在冷冲模国家标准的基础上修订的新标准，其中模架产品标准：（GB/T2851.1, GB/T2851.37, GB/T2852.14）共10个。模架的选择一般根据凹模定位和卸料装置的平面而定，选择模座的形状和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相应尺寸大4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的11.5倍。下模座外形尺寸至少超过压力机约50mm，同时选择的模架与闭合后的模具设计的高度相适应。通常所说的模架由上模座，下模座，导柱，导套四部分组成，一般标准模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具的上模座和下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上下模间的精确位置由导柱导套来实现。采用非标准模架，模架的型式和规格决定了上、下模座的型式和规格；所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应；模座的上、下表面的平行度公差一般为4级；上、下模座的导套、导柱安装孔中心距精度在0.02mm以下；安装滑动式导柱和导套时，其轴线与模座的上、下平面垂直度公差为4级；模座的上、下表面粗糙度为Ra3.20.8m。模架的选择应从三方面入手：依据产品零件精度，模具工作零件配合精度、高低确定模架精度；根据产品零件精度要求，形状，板料送料方向选项二模架类型；根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。本套模具采用由上模座、下模座、导柱、导套组成的后侧导柱式模架。上模座 12535下模座 12545导柱 25150导套 258533 5.2.2模具装配模具装配的内容和目的：模具装配就是将模具零件组合在一起，形成模具的过程。模具装配是模具制造过程的最后阶段，装配质量直接影响模具的精度和寿命及使用性能，也影响到模具生产的制造周期和生产成本。 模具装配的内容包括：选择装配基准；组件的装配、调整；零部件的修配、调整；检验和试模等。通过上述内容使装配后的模具以较短的周期和较低的成本达到模具设计的技术要求，并试冲出合格的产品。5.2.3模具装配的精度要求模具装配精度包括如下方面：相关零件的位置精度,如定位销孔的位置精度,上、下模之间的位置精度等。相关零件的运动精度,如导套和导柱的配合状态,送料装置的送料精度等。相关零件的配合精度，如间隙配合，过渡配合的实际状态等。相关零件的接触精度，如弯曲模和拉深模上、下成形表面的一致性等。冲压模的装配精度主要有：凸、凹模的间隙，上、下模底面的平行度，导柱、导 套的配合精度，凸模中心线对上、下模座基准面的垂直度等。5.2.4冷冲模装配的技术要求装配好的冲模，其闭合高度应符合设计要求。模柄装入上模座后，其轴心线对上模座上平面的垂直度误差在全长范围内不大于0.05mm。凸模和凹模的配合间隙应符合设计要求，沿整个刃口轮廓应均与一致。定位装置要保证定位准确、可靠。卸料及推件装置活定灵活、正确，出料孔畅通无阻，保证制件及废料不卡在冲模内。模具应在生产的条件下进行试模，冲出的制件应符合设计要求。5.2.5模架的装配模架有很多种类，各种模架装配的基本方法近似，其中应用最多的是滑动配合的压入式模架，其导柱、导套与上、下模座均采用过盈配合。压入式模架装配方法按照导柱和导套的装配顺序可分为两种：先压入导柱的装配方法和先压入导套的装配方法。先压入导柱的装配方法的装配过程如下：选配导柱和导套 按照模架精度等级的规定选配导柱和导套，使其配合间隙符合技术要求。压导柱在压力机平台上将导柱置于下模座的孔内，用百分表在两相互垂直方向检验和校正导柱的垂直度；检验校正后压入部分长度的导柱，然后再检验校正，如此反复直到压入完成。用百分表或宽座角尺检验导柱与模座基准平面的垂直度，如不合格则退出冲压，直至合格。装导套将装有导柱的下模座和上模座反方向放置并套上导套；转动导套，用百分表检查导套内、外圆配合面得同轴度误差，将同轴度的最大误差调整至两导套中心连线的垂直方向，使因同轴度误差而引起的中心距变化减至最小。然后将帽形垫块置于导套上，在压力机上将导套压入上模座一定长度，然后取走下模部分，用帽形垫块将导套全部压入模座。上模与下模对何在上模与下模中间垫等高垫块后，检验模架的平行度精度。5.2.6冲孔落料拉深复合模的装配复合模内、外形表面相对位置精度较高，对装配的要求也高。复合模总装配时可选用的基准件有冲孔凸模、落料凹模和凸凹模。由于先装凸凹模，后调整凸、凹模间隙比较方便，因此经常选用凸凹模为基准件。本模具的装配过程如下：组件装配。 将凸缘式模柄装配于上模座内并磨平端面。将凸模用螺栓固定并磨平端面。将凸凹模用螺钉及销固定并磨平端面。确定装配基准件。选择凸凹模为基准件。总装配。安装固定凸凹模组件。将推料杆装入凸凹模内，并将凸凹模和模架放好，