一模多件设计书.doc

青岛大学课程设计说明书毕业设计 题 目：一模多件套筒式冲模 学 院：青岛大学高职学院 专 业：机械工程及自动化 姓 名： 王涛 指导教师： 朱本浒 2009年 5 月 20 日教育部办公厅摘要 模具是现代工业生产的主要工艺设备之一，其设计制造技术代表了一个国家的工业设计制造技术的发展水平。分析比较了用三种垫圈同时冲孔落料复合模代替单只垫圈冲孔落料复合模，计算了落料力、冲孔力、推件力及顶件力，设计了三种垫圈同时冲孔 落科复合模的模具结构。旧工艺采用单只垫圈冲孔落料复合模，该工艺存在着材料利用率低、模具及锻压设备数量多，关键的问题是生产率低，从而增加了垫圈的生产成本。为了节省材料及提高生产率，利用套料方法设计一副三种垫圈同时冲孔落料复合模。该模具在一次冲压行程中同时完成三种垫圈的冲裁工序。这种多件同时冲孔 落料复合工艺的特点是: 材料利用率高、复合模数量减少两 副、冲压设备台数相应地也减少两台、生产率高、减少工人及车间场地，从而使垫圈的生产成本大大降低。关键词:垫圈 冲压工艺 冲裁力计算 模具结构AbstractMold is a modern industrial production, one of the main process equipment, the design and manufacture of technical representatives of the industrial design of a countrys level of development of manufacturing technolog.Analysis and Comparison of the three washers at the same time punchingCompound die blanking gasket only punching instead of a singleCompound Die Blanking, calculated edge blanking, punching, and pushing the top pieces of matter and force power ，At the same time, the design of the three washers punching - off Branch complex structure modulus of the mold.The old process only a single gasket punching - Compound Die Blanking, the process there is a low utilization rate of materials, tooling and a large number of forging equipment, the key problem is low productivity, thus increasing production costs washer.In order to save materials and improve the productivity, use of materials designed a set of three washers at the same time punching - Compound Die Blanking.The mold in a press tour at the same time to complete the stamping process in three washers.At the same time that more than punching - - blanking process is characterized by complex ：High material utilization, reduce the number of composite mode 2, the number of stamping equipment is also a corresponding reduction in two, with high productivity and reduce workers and shop space, so that the washer significantly reduced production costs .Key words :Washer stamping process blanking die structure calculation 目 录摘要.2正文.8第一章 设计任务.81.1零件设计任务.8 1.2冲裁件的工艺设计.8 1.2.1冲裁件的工艺性分析.8 1.2.2确定冲裁工艺方案.11 1.2.3冲裁加工的经济性分析.15第二章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机.162.1排样方式的确定及材料利用率计算.16 2.1.1排样方式的确定.16 2.1.2材料利用率的计算.172.2计算冲裁力、卸料力.19 2.2.1大垫圈的冲裁力计算.20 2.2.2中垫圈的冲裁力计算.21 2.2.3小垫圈的冲裁力计算.21 2.2.4冲孔的冲裁力计算.212.3冲裁模具压力中心的确定.222.4压力机的选用.22 2.4.1机械压力机和液压机性能的比较.22 2.4.2压力机规格的选择.23第三章 模具工作部分尺寸及公差.253.1冲裁模具的间隙.25 3.1.1间隙对冲裁件尺寸精度的影响.25 3.1.2间隙对模具寿命的影响.25 3.1.3间隙对冲裁工艺力的影响.26 3.1.4间隙值的确定.263.2凸凹模刃口尺寸的计算.26 3.2.1零件一刃口尺寸的计算.27 3.2.2零件二刃口尺寸的计算.28 3.2.3零件三刃口尺寸的计算.29第四章 确定各主要零件结构尺寸.304.1凸模的结构设计.30 4.1.1凸模的结构型式.30 4.1.2凸模长度的确定.32 4.1.3凸模的材料.33 4.1.4凸模的固定方式.33 4.1.5凸模加工时应注意的事项.344.2凹模的结构设计.344.2.1凹模刃口的结构型式.344.2.2凹模的外形尺寸.354.2.3凹模的材料.364.2.4从凹模外缘到螺孔的尺寸.374.2.5螺孔间距.374.2.6凹模的固定方法和主要技术要求.384.3凸凹模的结构设计.384.3.1小垫圈凸凹模的工作部分尺寸计算.384.3.2中垫圈凸凹模的工作部分尺寸计算.394.3.3大垫圈凸凹模的工作部分尺寸计算.404.3.4凸凹模的材料.414.4定位零件的设计.41 4.4.1设计的基本原则.41 4.4.2挡料销.42 4.4.3导正销.43 4.4.4侧刃.434.5卸料与推料零件的设计.44 4.5.1卸料装置的型式.44 4.5.2卸料螺钉的选用.46 4.5.3卸料装置中关系尺寸的计算.47 4.5.4顶件器.47 4.5.5 顶杆.48 4.5.6聚胺酯弹性体.49第5章 模具的选择.49 5.1标准模架.49 5.1.1导向模架情况的比较.49 5.1.2模架的选用.51 5.1.3模架的技术要求.52 5.2模座.52 5.2.1上模座.53 5.2.2下模座.53 5.3固定零件.54 5.3.1模柄.54 5.3.2固定板.58 5.3.3垫板.58 5.3.4销钉.59 5.3.5螺钉.59 5.4导向零件.60 5.4.1导柱.61 5.4.2导套.62第6章 模具零件的加工.63第7章 模具的装配.64 7.1常用的装模工具.64 7.2 模具的装配 .65第8章 冲压安全技术措施.66 8.1人身安全技术.66 8.2装备安全技术.67谢辞.71参考文献.72第1章 设计任务1.1零件设计任务工件名称：垫圈零件简图：如图1 所示生产批量：大批量生产 材料：Q235材料厚度：0.5mm 图11.2冲裁件的工艺设计 冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析，冲裁工艺方案的确定和技术经济分析等内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高。合格冲裁件质量和经济的工艺成本是衡量冲裁工艺设计的主要指标。1.2.1、冲裁件的工艺性分析冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构、形状、尺寸及公差等技术要求是否符合冲裁加工的工艺要求，难易程度如何。工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。a.冲裁件的形状和尺寸1) 冲裁件形状应尽可能简单、对称、排样废料少。在满足质量要求的条件下，把冲裁件设计成少、无废料的排样形状。2) 除在少、无废料排样或采用镶拼模结构时，允许工件有尖锐的清角外，冲裁件的外形或内孔交角处应采用圆角过渡，避免清角。3) 尽量避免冲裁件上出现过长的悬臂与窄槽。4) 冲裁件孔与孔之间、孔与零件边缘之间的壁厚，因受模具强度和零件质量的限制，其值不能太小。5) 冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度和刚度的限制，不宜太小，否则容易折断和压弯。孔的最小尺寸取决于材料的力学性能、凸模强度和模具结构。三个零件最小孔直径为，用自由凸模冲孔的最小尺寸为 Q235材料 t=0.5 d1.3t可以推出d0.65 符合冲孔最小孔径条件，防止了冲裁时凸模折断或压弯。 为了采用套筒方法，首先对各种规格垫圈的内径及外径要合理进行选择，即小垫圈的外径必需正好是中垫圈的内径；中垫圈的外径也必需正好是大垫圈的内径。只有具备这样的尺寸条件，才能充分发挥材料利用率。冲裁件为三个圆形工件，且采用复合冲裁模进行加工，三个零件定位基准重合，冲裁件形状简单且排样时废料最少。 b.冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求工艺分析 查模具设计与制造简明手册P5表1-12得普通冲裁材料厚度小于0.5时，精度等级选IT8级冲模零件的表面粗糙度使用范围表面粗糙度粗糙的、不重要的表面（如下模座的漏料孔）12.5(1020)不与冲压制件及模具零件相接触的表面6.3(510)无特殊要求的支承面、定位和紧固表面，用于非热处理的零件。如模柄凸缘顶面等3.2(2.55)一般精度模座的支承面，凸凹模固定板、凸模固定板上压入带台凸模孔的底面。1.6(1.252.5)IT7的孔表面，定位销、挡料销，导柱、导套的过盈部分；成形的凸模和凹模刃口，凸模、凹模镶块的接合面，要求准确的工艺基准面，磨加工的基准平面0.8(0.631.25)导柱、导套的滑块部分，IT6的工作表面大部分冲裁模和弯曲模的工作表面，拉深凸模表面滑动和精确导向的表面0.4(0.320.63)模具零件的加工精度及其相互配合配合零件名称精度及配合导柱与下模座H7/r6导套与上模座H7/r6导柱与导套H6/h5或H7/h6、H7/f7模柄（带凸缘）与上模座H9/h8、H9/h9凸模与凸模固定板H7/m6凸(凹)模与上、下模座（镶入式）H7/h6固定挡料销与凹模H7/n6或H7/m6活动挡料销与卸料板H9/h8、H9/h9圆柱销与凸模固定板、上下模座H7/n6螺钉与螺杆孔0.5或1mm（单边）卸料板与凸模或凸凹模0.10.5mm(单边)顶件板与凹模0.10.5mm(单边)推杆（打杆）与模柄0.51mm(单边)推销（顶销）与凸模固定板0.20.5mm（单边） c.冲裁件的尺寸基准冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，孔位置尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上。1.2.2确定冲裁工艺方案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冲裁工艺方案。冲裁工艺方案可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。单工序冲裁是在压力机一次行程，在模具单一的工位中完成单一工序的冲压；复合冲裁是在压力机一次行程中，在模具的同一工作位置，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，在压力机一次行程中条料在冲模的不同工序位置上，分别完成工件所要求的工序，在完成所有要求的工序后，以后每次冲程都可以得到一个完整的冲裁件。组合的冲裁工序比单工序冲裁生产效率高，获得的制件精度等级高。a.冲裁工序的组合冲裁组合方式的确定应根据下列因素决定：（1）根据生产批量 ： 复合模可以成倍得提高生产效率，生产批量越大，提高生产效率就越显得重要。因此，在大批量生产时更适合使用复合模，在单件小批量生产中应采用单工序模具，这样由于模具结构简单，几个单工序模可能比一套复合模的成本还低。这三个零件为大批量生产，为提高生产效率，应采用复合模加工。 当冲压工件的尺寸精度或同轴度，对称度等位置精度要求较高时，也应采用复合模具。（2） 工件尺寸公差等级：复合冲裁所得到的工件尺寸公差等级高，因为它避免了多次冲压的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整。级进冲裁所得到的工件尺寸公差等级较复合冲裁低，在级进冲裁中采用导正销结构，可提高冲裁件精度。（3） 对工件尺寸、形状的适应性：工件的尺寸较小时，考虑到单工序上料不方便和生产率低，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的工件，由于制造多副单工序模的费用比复合模昂贵，也宜采用复合冲裁。但工件上孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小时，不宜采用复合冲裁和单工序冲裁，宜采用级进冲裁。所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形工件，但级进冲裁受压机台面尺寸与工序数的限制，冲裁工件尺寸不宜太大。（4） 模具制造、安装调整和成本：对复杂形状的工件，采用复合冲裁比采用级进冲裁为宜。因模具制造、安装调整较易，成本较低。（5） 操作方便与安全：复合冲裁出件或清除废料较困难，工作安全性较差；级进冲裁较安全。 综合上述分析，对于一个工件，可以得出多种工艺方案。必须对这些方案进行比较，选取在满足工件质量与生产率的要求下，模具制造成本低，寿命长、操作方便又安全的工艺方案。b.冲裁顺序的安排（1） 级进冲裁的顺序安排1 先冲孔或切口，最后落料或切断，将工件与条料分离。首先冲出的孔可作后续工序的定位用。在定位要求较高时，则可冲出专供定位用的工艺孔。2 采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料步距。用两个定距侧刃时，可以安排成一前一后，也可并列布置。（2） 多工序工件用单工序冲裁时的顺序安排1 先落料使毛坯与条料分离，再冲孔或冲缺口。后续各冲裁工序的定位基准要一致，以避免定位误差和尺寸链换算。2 冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔，后冲小孔。 对于一模多件冲模的特殊性，只能先冲小零件再冲大零件，第一个零件的落料既是第二个零件的冲孔，同理第二个零件的落料既是第三个零件的冲孔。c.加工方案分析 由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT8。材料低硬度，强度极限为40MPa.方案一：采用单工序冲裁模 压力机一次行程内只能完成一种冲压工序，而不论冲裁的凸凹模是单个还是多个，若用单工序冲裁模加工三个零件，则要设计三套模具。经济成本较高，没有必要。方案二： 采用复合冲裁模 在压力机一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序，无需重新定位，在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动，从而使冲压工件的位置精度得到提高的模具。结构紧凑，生产效率高，制作精度高。方案三：采用级进冲裁模 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。冲压件是依次在几个不同位置上逐步成形的，因此要控制冲压件的孔与外形的相对位置精度，就必须严格控制送料步距。采用级进模加工三个零件会产生严重浪费坯料的现象。三种方案的对比比较项目单工序模复合模级进模冲压精度较低较高一般冲压生产率低，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，仅适用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材料利用率一般较高较低、需较大的搭边模具制造复杂性及成本结构简单，制造周期短，价格低复杂性和价格都较高复杂性和价格低于复合模模具寿命较高较低较高模具制造成本中等冲裁复杂形状零件比级进模低与工位、工序数成正比例上升。冲裁简单形状零件比复合模低综合以上三个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。1.2.3冲裁加工的经济性分析所谓经济性分析，就是分析在冲压生产过程中，如何采用尽可能少的生产消费获得尽可能大的经济效益。在进行冲压工艺设计时，应该运用经济分析的方法找到降低成本，取得优异经济效果的工艺途径。冲压件的制造成本C包括：C=C+C+C式中，C为材料费； C为加工费（工人工资、设备折旧费、管理费等）； C为模具费。上述成本中，模具费、设备折旧费、加工费中的工人工资和其他经费在一定时间内，基本上是不变的。因此可成为固定费用。而材料费、外购件费等，将随生产量大小而变化，属于可变费用。这样，产品制造成本由固定费用和可变费用两部分组成。设法降低固定费用或可变费用，都能使成本降低、利润增加并积累资金。降低成本有以下各种措施:1 降低小批量生产中的冲压件成本；2 工艺合理化；3 多件同时冲压；4 冲压过程的高速自动化；5 提高材料利用率；6 节约模具费用。第2章 计算冲裁压力、压力中心和选用压力机2.1 排样方式的确定及材料利用率计算2.1.1排样方式的确定排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，设计排样时应考虑如下原则：1 提高材料利用率（在不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状）；2 排样方法应使冲压操作方便，劳动强度小且安全；3 模具结构简单、寿命高；4 保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。查阅模具设计与制造简明手册表1-78得两工件之间取搭边值 b=0.5，侧边取a=0.8进料步距为A=40+0.5=40.5条料宽度为B=（D+2a)查阅冲压工艺与模具设计得 条料宽度偏差=0.4冲裁件中最大零部件D=40 则B=（D+2a）=（40+20.8）=41.62.1.2材料利用率的计算在冲压零件的成本中，材料费用约占60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率，可用下式计算：=100%=100%式中，材料利用率； S工件的实际面积； S所用材料面积，包括工件面积与废料面积； A步距（相邻两个制件对应点的距离）； B条料宽度。板料规格选用0.510002000采用纵裁时：每板的条数是：n=100041.624个每条的工件数是：n=200040.549个每板工件数是：n=nn=2449=1176个材料利用率为：=100%=76%采用横裁时每板的条数是： n=200041.648个每条的工件数是： n=100040.524个每板工件数是：n=nn=4824=1152个材料利用率为：=100%=74%经计算纵裁、横裁时板料的利用率，纵裁利用率大于横裁利用率，故采用纵裁；排样方式如图所示：2.2 计算冲裁力、卸料力 计算冲裁力的目的是为了合理的选用冲压设备，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，以适应冲裁的需求。采用平刃冲裁模，其冲裁力F=KtL材料抗剪强度，MPaL冲裁周边总长，t材料厚度，K安全系数，一般取1.3当查不到材料抗剪强度时，可用抗拉强度代替，此时K=1。所以 F=KtLtL 查冲压工艺与模具设计表1.4.1得普通碳素钢Q235的抗拉强度=400MPa 卸料力F=KF 推料力F=nKF 顶件力F=KFF冲裁力，N;K卸料力系数，其值为0.020.06（薄料取大值，厚料取小值）取0.06K推料力系数，其值为0.030.07（薄料取大值，厚料取小值）取0.05K顶件力系数，其值为0.040.08（薄料取大值，厚料取小值）取0.06n梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h为直刃口部分的高，； t为材料厚度， ；查得h=4，故n=4/0.5=8。 各个垫圈的尺寸 单位：直径冲裁周边总长D1=11.3L1=35.5D2=22L2=69.1D3=34L3=106.8D4=40L4=149.62.2.1大垫圈（40）F=tL=0.5149.6400=29920N 卸料力F=KF=0.0629920=1795.2N 推料力F=nKF=80.0529920=11968N 顶件力F=KF=0.0629920=1795.2N所以大垫圈的总冲裁力F=F+F+F=29920+1795.2+1795.2=33510.4N2.2.2中垫圈（34）F=tL=0.5106.8400=21000N 卸料力F=KF=0.0621000=1281.6N 推料力F=nKF=80.0521000=8400N 顶件力F=KF=0.0621000=1281.6N所以中垫圈的总冲裁力F=F+F+F=21000+1281.6+8400=30681.6N2.2.3小垫圈（22）F=tL=0.569.1400=14000N 卸料力F=KF=0.0614000=829.2N 推料力F=nKF=80.0514000=5600N 顶件力F=KF=0.0614000=829.2N所以小垫圈的总冲裁力F=F+F+F=14000+829.22=15658.4N2.2.4冲孔（11.3）F=tL=0.535.5400=7100N 卸料力F=KF=0.067100=426N 推料力F=nKF=80.057100=2840N 顶件力F=KF=0.067100=426N所以冲孔的总冲裁力F=F+F+F=7100+426+2840=10366N 经过计算得到冲件的总冲裁力F=F+F+F+F=10366+15658.4+30681.6+33510.4=90216.4N2.3 冲压模具压力中心的确定 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块的中心相重合。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线，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。 模具的压力中心，可按下述原则来确定：（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、多凸模的压力中心可用分析计算法求出。由以上描述可以确定本模具的压力中心为零件的对称中心。2.4 压力机的选用2.4.1 机械压力机和液压机性能的比较性能机械压力机液压机生产（加工）速度比液压机快得多比机械压力机慢得多行程长度极限不能太长（6001000）能比较容易地做到1000以上行程长度的变动一般不变，即使要变，也有许多限制极容易改变行程终端位置一般能正确的确定终端位置压力机本身不能正确地确定形成位置和产生的压力离下止点愈远，产生的压力愈小任何位置都能产生标称压力加压速度的调节不能容易压力的调节一般难调节容易一定压力的保持不能容易锤击作用多少有些完全没有过载的产生容易产生绝对不产生维修的难易程度比液压机容易比机械压力机费事（主要是因为漏油和漏水因素）最大能力（压力）6000吨力（60000KN）-板料用11000吨力（110000KN)-锻造用50000吨力（500000KN）2.4.2压力机规格的选择（1） 吨位 设备吨位（公称压力）与成形工艺力、辅助工艺力之间应符合 下列关系： 一般情况下，设备的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和的1.3倍。 刚度对成形影响较大时，设备的公称压力应大于或等于成形工艺力和辅助工艺力总和的3倍。（2） 安装尺寸 压力机的封闭高度、装模高度应和模具的闭合高度相适应。 模具的模柄尺寸、上模座的安装固定部位分别与压力机滑块的模柄孔尺寸、滑块底面T型槽尺寸相适应。 根据计算所得的冲件的冲裁力、压力机的选择原则等因素，该模具选择开式双柱可倾压力机J23-16，其参数如下：公称压力（吨）16滑块行程（毫米）55滑块行程次数（次/分）120最大封闭高度（毫米）220封闭高度调节量（毫米）45滑块中心线至床身距离（毫米）160立柱距离（毫米）220工作台尺寸（毫米）前后300左右450工作台孔尺寸（毫米）前后160左右240直径210垫板尺寸（毫米）厚度40直径模柄孔尺寸（毫米）直径40深度60滑块底面尺寸（毫米）前后左右床身最大可倾角35第3章 模具工作部分尺寸及公差3.1 冲裁模具的间隙3.1.1间隙对冲裁件尺寸精度的影响 冲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尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。冲裁件相对于凸模、凹模尺寸的偏差，主要是制件从凹模推出（落料件）或从凸模上卸下（冲孔件）时，因材料所受的挤压变形、纤维伸长、穹弯等产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这个偏差值的因素有：凸模与凹模间隙、材料性质、工件形状与尺寸。其中主要因素是凸模、凹模间的间隙值。当凸、凹模间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁结束后，因材料的弹性恢复使冲裁件尺寸向实体方向收缩，落料件尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。当间隙较小时，由于材料受凸、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。尺寸变化量的大小与材料性质、厚度、轧制方向等因素有关。材料性质直接决定了材料在冲裁过程中的弹性变形量。3.1.2间隙对模具寿命的影响模具寿命受各种因素的综合影响。间隙是影响模具寿命诸因素中最主要的因素之一。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与材料间的摩擦减小，并减缓由于受到制造和装配精度限制而出现的间隙不均匀现象的不利影响，从而提高模具寿命。3.1.3间隙对冲裁工艺力的影响 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，因此冲裁力减少。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的5%20%左右时，冲裁力的降低不超过5%10%。间隙对卸料力和推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模上卸料和从凹模里推出零件都省力，当单边间隙达到材料厚度的15%25%左右时卸料力几乎为零。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。3.1.4间隙值的确定 确定合理间隙的方法有理论确定法和经验确定法。采用经验确定法，其值可通过实用间隙表选用。 查冲压工艺与模具设计表2.2.3得冲裁模初始用间隙2c.2c=0.04 2c=0.06 3.2 凸凹模刃口尺寸的计算 查模具设计与制造简明手册附录表一标准公差数值（GB1800-79）得IT8级的公差。因为该一模多件模具设计的特殊性，22的垫圈既是第一个零件的落料，又是第二个零件的冲孔;34的垫圈既是第二个零件的落料，又是第三个零件的冲孔，所以得到各冲件的尺寸：作为冲孔作为落料 尺寸偏差尺寸偏差11.311.32222223434344040查得2c=0.04 2c=0.06 则2c2c=0.060.04=0.02由公差表查得IT8级，取x=1；设凸模、凹模分别按IT6 、IT7级加工制造，则3.2.1零件一（1） 冲孔（11.3）d=（d+x）=（11.30.027）=11.327d=(d2c)=（11.327+0.04）=11.367校核：+2c2c0.011+0.018=0.0290.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，d=11.367 d=11.327（2） 落料（22）D=（Dx）=（220.033）=21.967D=（D2c）=（21.9670.04）=21.927校核：+2c2c0.013+0.021=0.0340.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，D=21.967D=21.9273.2.2 零件二（1） 冲孔（22）d=（d+x）=（220.033）=22.033d=(d2c)=（22.0330.04）=22.073校核：+2c2c0.013+0.021=0.0340.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，d=22.073 d=22.033（2） 落料（34）D=（Dx）=（340.039）=33.961D=（D2c）=（33.9610.04）=33.921校核：+2c2c0.016+0.025=0.0410.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，D=33.961D=33.9213.2.3 零件三（1） 冲孔（34）d=（d+x）=（340.039）=34.039d=(d2c)=（34.0390.04）=34.079校核：+2c2c0.016+0.025=0.0410.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，d=34.079 d=34.039（2）落料（40）D=（Dx）=（400.039）=39.961D=（D2c）=（39.9610.04）=39.921校核：+2c2c0.016+0.025=0.0410.060.04由此可知，只有缩小,提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内，此时可取：=0.4（2c2c）=0.4（0.060.04）=0.008=0.6（2c2c）=0.6（0.060.04）=0.012所以，D=39.961D=39.921第四章 确定各主要零件结构尺寸4.1 凸模的结构设计4.1.1凸模的结构形式 镶拼式凸模结构 整体式凸模结构 标准圆形凸模镶拼式凸模结构 整体式凸模结构标准圆形凸模 根据冲裁件特征，选用标准圆形凸模。 根据第一个零件11.3的冲孔来设计它的凸模。查阅冲压工艺与模具设计实用技术第57页，表28得凸模的尺寸：选择B型 即下图 凸模尺寸 单位：dDDhL基本尺寸极限偏差11.316193 40554.1.2凸模长度的确定凸模长度应根据模具结构的需要来确定。若采用固定卸料板和导料板结构时，如下图a所示，凸模的长度应该为：L=h+h+h+（1520）若采用弹压卸料板时，如下图b所示，凸模的长度应该为：L=h+h+t+（1520）式中，h、h、h、t分别为凸模固定板、卸料板、导料板、板料的厚度；1520为附加长度，包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。根据以上公式，可取凸模的长度为50。4.1.3凸模的材料模具刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的硬度与适当的韧性。形状简单且模具寿命要求不高的凸模选用T8A、T10A等材料；形状复杂且模具有较高寿命要求的凸模选用Cr12、Cr12MoV等制造，HRC取5862；对于高寿命、高耐磨性的凸模可选用硬质合金。根据冲裁件的形状及模具寿命要求，凸模选用T10A材料，HRC取5660。4.1.4凸模的固定方式平面尺寸比较大的凸模，可以直接用销钉和螺钉固定。中小型凸模多采用台肩、吊装或铆接固定。对于有的小凸模还可以采用浇注粘结固定。对于大型冲模中冲小孔的易损凸模，可以采用快换凸模的固定方法，以便于修理与更换。对于本设计中的凸模，采用台肩固定的方式。4.1.