毕业设计（论文）-轴盖零件复合模设计.doc

南昌航空大学学士学位论文目 录1.引言12. 设计计算2.1轴端盖冲压工件的工艺性分析2.1.1冲压的基本工序简介2.1.2 工件的工艺性分析2.1.3 冲压工件的工艺方案的确定2.2 工艺参数的计算2.2.1 毛坯的尺寸计算2.2.2 排样及材料利用率的计算2.2.3 各部分工艺力的计算2.2.4 计算压力中心2.2.5 主要工作部分尺寸计算2.3 冲压设备的选择2.4 模具总体结构的设计2.4.1 绘制模具总体结构草图2.4.2 模具结构的设计，确定结构件的形式2.4.3 模架的选择2.4.4模具的动作过程（如图2-6）2.4.5 模具主要零件结构设计的分析2.4.6模具图设计 2.4.7模具装配与调试3 设计总结3.1 设计主要工作3.2 设计注意事项3.3 设计结果4 参考文献5 致谢1 引言模具的发展对机械行业甚至是国家重工业而言起着非常重要的作业，高精度的模具是保证高质量产品的关键因素，复合冲裁模具课题是依据当今模具产业发展的高效率高质量时代的要求而选的一个课题，选它的意义不仅可以适应社会机械行业的主流发展即高效率高精度化还可以增长我对模具设计的兴趣和了解。20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大动力。这些年来我国模具发展迅速，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具是工业生产的基础工艺装备已经取得了共识。目前我国有17000多个模具生产厂，从业人数多余50万，在模具工业生产总值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压力模具约占6%，其余11%。这些年模具工业企业中集体企业、合资企业、独资企业、私营企业等都取得了迅速发展，许多企业都加大了技术进步的投入力度，将它作为企业发展的重要动力，此外许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究和开发，经过这些年的努力，我国模具CAD/CAE/CAM技术，模具电加工技术和数控加工技术，快速成型和快速制模方面取得了进步；在提高模具重量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。模具技术的发展趋势如下：1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化发展。该技术是模具设计制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字化模具软件功能集成化、三维化、模具产业的逆向工程模具应用软件网络化是主趋势。2）模具制造向高精密高效复合和多功能方向发展，加工误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展，高速铣削技术和模具抛光技术的自动化和智能化。3）快速经济制模具技术得到应用，可采用提高加工速度及快速成模技术和复合加工和多轴加工提高加工效率。4）特种加工技术有进一步的发展，电火花向精密细微化发展。5）模具自动加工系统的研制和发展，其特征是多台机传合理组合，配有随行定位夹具和定位盘，有完整的机具刀具数据库有完整的数控柔性同步系统和质量监控系统。6）模具材料和表面处理技术发展迅速，在模具材料方面，一大批专用于成型工艺的模具材料的使用，在其表面热处理方面，主要由单一元素向多元素共渗等等。7）模具工业新工艺及新理念是得到认同，车辆和电动机等产品向轻量化发展，许多轻型材料和结构将用于汽车行业。模具作为工业生产的基础工艺装备，对提升我国制造业的国际竞争力具有不可替代的作用。无论是冲模、塑料注塑模还是压铸模或成型模等，他们的所设计的内容都比较多，本课题尝试着从复合模具的结构设计方面入手，以寻求如何设计出高质量的模具和为生产带去高效益，该模具主要是装配结构简单，能生产大批量的产品，产品只需要一次定位就可以冲孔落料，弯曲成形同时进行，提高了定位精度即提高了产品的质量的同时也节省了有效的工作时间从而提高了生产的效率，有很强的经济可行性。2 设计计算2.1轴端盖冲压工件的工艺性分析2.1.1冲压的基本工序简介由于冲压件的形状、尺寸。和精度要求不同，因此，冲压加工的方法是多种多样的。根据材料的变形特点及工厂现行的习惯，冲压的工序可基本分为分离工序和塑性变形工序两大类。分离工序是使冲压件和板料沿要求的轮廓线相互分离，并获得一定的断面质量的冲压加工方法。塑性变形工序是使冲压毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，以获得所要求的形状、尺寸和精度的冲压加工方法。为了提高劳动生产率，常将两个以上的基本工序合并成一个工序，称为复合工序。1. 分离工序切断工序，用剪刀和模具切断板料，切断线不是封闭的冲裁工序分为落料工序和冲孔工序。落料工序，用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件。冲孔工序，用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为废料。切口工序，用模具将板料局部切开而不完全分离，切口部分材料发生弯曲。切边工序，用模具将工件边缘多余的材料冲切下来。2. 变形工序弯曲工序，用模具使板料弯成一定角度或一定形状。拉深工序，用模具将板料压成任意形状的空心件。成形工序有起伏（压肋）工序和翻边工序。起伏工序是用模具将板料局部拉伸成凸起和凹进形状。翻边工序是用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁。缩口工序，用模具对空心件口部施加又外向内的径向压力，使局部直径缩小。3. 变形工序脹形工序，用模具对空心件加向外的。整形工序，将工件不平的表面压平；将原先弯曲或拉深件压成正确形状。2.1.2 工件的工艺性分析已知轴盖零件图如图2-1所示图2-1 零件图有工件图看，该工件需要内外缘同时翻边，翻边高度为4mm，由计算可知最大翻边高度为Hmax=5.93mm,由此可知设计翻边时可一次翻边完成，无需拉深。由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，且不易保证内外缘的同心度。而用级进模结构复杂。采用复合模可一次完成落料、冲孔、内外缘翻边。 因为该工件是轴对称件，材料厚度仅为1.0mm，冲裁性能较好。为了减少工序数经对该工件进行详细分析，并查阅有关资料后，可采用复合模一次压制成形。该工艺特点是首先进行落料，再冲孔，最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率。所以经分析，决定设计复合摸来完成此工件的加工。2.1.3 冲压工件的工艺方案的确定1.方案拟定l 方案一落料、冲孔同步，内翻边、外翻边分步进行。方案特点是：模具制造比较简单，模具使用寿命较高，但精度低。l 方案二落料、冲孔、内翻边与外翻边同步。方案特点是：与第一方案相比因落料与冲孔分步进行可减小冲裁力，但降低了冲裁速度。l 方案三落料、冲孔同步、内翻边与外翻边同步。方案特点是：内翻边与外翻边同时进行时模具制造复杂，是冲孔凹模与内外翻边凸凹模做为一体，不但节省材料，也使模具结构紧凑，并提高制造精度。l 方案四先冲孔落料工序，然后U形弯曲l 方案五先落料，然后冲孔和弯曲为同一工步方案六l 冲孔落料工序与弯曲成形工序为同一工步2. 方案比较l 方案一与三比较方案一与三比较，方案一工步多；方案二与方案三比较，方案二先落料不易保证工件的精度尺寸。方案三的特点符合大批量生产的特点和保证工件的尺寸精度，三道工序放在一起可以大大的提高工作效率和定位精度，并减轻工作量，节约能源，减低成本，而且可以避免方案一、二的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者的安全也很有利。由此可知方案三优于方案一和二。l 方案四、五与六的比较方案四与六比较，四方案先落料后冲孔弯曲，两工步是先后进行的，不省时间，尤其是大批量时；方案五与六比较，五方案加工过程中重复定位不易保证工件的尺寸加工精度。方案六的优点是三道工序放在一起可以大大的提高工作效率和定位精度，并减轻工作量，节约能源，减低成本，而且可以避免方案一、二的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者的安全也很有利。故方案六优于方案四和五。l 方案三与方案六的比较方案三，冲孔落料工序与内外翻边成形工序为同一工步，其模具设计结构简单方便。方案六，冲孔落料工序与弯曲成形工序为同一工步，但弯曲模难设计 ，故选用方案三计算翻边前是否需要进行拉深，这要核算翻边的变形程度，由模具设计手册查的极限翻边系数：Kmin=0.62,则可只允许的最大翻边高度Hmax为 (2-1)式中： Hmax最大翻边高度D翻边直径r圆角半径t材料厚度则 =5.93mm零件竖直高度H=4mmHmax=5.93mm所以翻边时可一次翻边成型，无需进行拉深。2.2 工艺参数的计算2.2.1 毛坯的尺寸计算（1）毛坯翻边预制孔的直径 (2-2)式中 H翻边高度（mm）,H=4mm;r竖边与凸缘的圆角半径（mm），r=1.0mm;t料厚（mm），t=1.0mm. D翻边直径（按中线计） （mm）;D=24mm+1.0mm=25mm则 =25-2(4-0.431.0-0.721.0)=19.3mm（2）毛坯的直径按等面积原则，用解析法求该工件的毛皮直径D0.可将工件分为圆柱、1/4球环、圆三个简单几何体，他们的面积分别计算如下：=d(H-r) (2-3)=3.1437(4-1)=38.727mm=r(d-2r)+4r/2 (2-4)=3.1413.14（37-21）+41/2=178.823mm=/4(d-2r) (2-5)=3.14(37-21)/4=961.16mm据等面积原则：A=+ =38.727+178.3823+961.16=1179.175mm毛坯的面积 A毛坯=D/4将、代入上式得毛坯尺寸计算公式如式2-6D= (2-6)=43.55mm2.2.2 排样及材料利用率的计算排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。搭边的作用是补偿条料的定位误差，保证冲出合格的工件。搭边还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。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，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。一般来说，搭边值是由经验确定的，下表列出了冲裁时常用的最小搭边值。考虑到操作方便及模具结构，故采用单排排样设计。由下表2-1查得搭边值a=1.5，=1.5.表2-1冲裁金属材料条料宽度 b=+21.5=43.55+21.5=46.55mm条料送进步距 h=+1.5=43.55+1.5=45.05mm 图2-2排样图材料利用率计算：（见图2-2） 一个步距内的材料利用率计算公式如式2-7 (2-7)式中： A一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm） B条料宽度（mm） S步距（mm）则 (2-8)=57%分析：由于轴盖冲裁时，产生的结构废料较多，因此轴盖的材料利用率较低。2.2.3 各部分工艺力的计算(1)冲孔力计算公式如式2-9 (2-9)式中 ： F冲冲孔力（N）； L工件内轮廓周长（mm）; t材料厚度（mm）,t=1.0mm; 材料抗剪强度（Mpa）由手册查得=300Mpa.L=3.1419.3=60.602mm则 =60.6021.0300 =23.63KN(2)落料力的计算公式如式2-10 (2-10) 式中： 落料力（N） L工件外轮廓周长mm，由于先落料，后翻边，因此落料尺寸为毛坯尺寸43.55，则L=3.1443.55=136.75;则 =1.3136.751.0300=53.33KN(3)翻边力的计算 内翻力计算公式如式2-11 (2-11)式中 s材料的屈服强度，查手册得s=200Mpa. D翻边直径（mm）,D=25mm 毛坯预制孔直径（mm）=19.3mm.则 =1.13.141200（25-19.3）=3.94KN外翻力计算公式如式2-12 (2-12)外缘翻边所需的力(N);L弯曲线长度(mm) L=D;t料厚(mm)；t=1.0mm零件材料的抗拉强度(MPa)；由手册查得=380MpaK系数，取0.20.3。则 =1.253.14371.03800.25=13.79KN4)推件力的计算公式如式2-13 (2-13)式中 一推件力因数，其值由表22查得=0.03 n工件在凹模内的个数，取n=3则 3X0.0326.63=1.60KN表2-2 顶件力、推件力和卸料力因素料厚mm铝、铝合金0.030.080.030.07纯铜、黄铜0.020.060.030.075)卸料力计算公式如式2-14 (2-14)式中F卸卸料力因数，其值由表22查得K卸=0.02；则 0.0253.33KN=1.07KN因此，总的冲裁力公式如式2-15 （2-15） 23.63+1.60+53.33+1.07+3.94+13.79 =87.36KN2.2.4 计算压力中心确定压力中心的目的：冲裁模的压力中心就是合力的作用点，为了保证压力机和模具正常平衡工作，模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机的滑块中心重合，否则会产生偏心，形成偏心载荷。轴盖是形状对称的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即：圆心。对于复杂形状零件或多凸模冲模的压力中心可以用解析法和图解法求解。2.2.5 主要工作部分尺寸计算1 冲孔刃口尺寸计算 根据表23查得冲裁刃口双面间隙0.065mm, =0.095mm.零件尺寸极限偏差=0.13mm,磨损因数参考冲模设计应用实例第37页表2-13 因素x,得磨损因数x0.75. 表2-3 落料、冲孔摸刃口始用间隙材料名称45T8、T7、(退火)磷青铜(硬)铍青铜(硬)10、15、20、冷轧钢带、30钢板H62、H68(硬)LY12(硬铝)硅钢片Q215、Q235钢板08、10、15钢板H62、H68(半硬)纯铜(硬)磷青铜(软)铍青铜(软)H62、H68(软)纯铜(软)防锈铝LF21、LF2软铝L2L6LY12(退火)铜母线铝母线力学性能HBS190b600MPaHBS=140190b=400600MPaHBS=70140b=300400MPaHBS190b300MPa厚度t初始间隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.10.0150.0350.010.03*-*-0.20.0250.0450.0150.0350.010.03*-0.30.040.060.030.050.020.040.010.030.50.080.10.060.080.040.060.0250.0450.80.130.130.100.130.070.100.0450.0751.00.170.20.130.160.10.130.0650.0951.20.210.240.160.190.130.160.0750.1051.50.270.310.210.250.150.190.100.141.80.340.380.270.310.200.240.130.172.00.380.420.300.340.220.260.140.18注：有*号处均是无间隙。冲孔凸凹模的制造公差由表2-4查得：=0.020，=0.025。表2-4 规则形状冲裁时凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凹模公差小于等于180.0200.02018-300.0200.02530-800.0200.030校核：=0.045=0.03mm. 因此凸、凹模采用配作加工方法。凸模刃口尺寸计算公式如2-16 (2-16)(19.3+0.750.13)=19.39mm 圆整后为：19.4其图冲孔凸模图如图2-3所示。图2-3 冲孔凸模凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保证其双间隙为0.0650.095mm。2落料刃口尺寸的计算 查表2-3冲裁模刃口双面间隙=0.065mm, =0.095mm.工件极限偏差=0.13mm.落料凸凹模的制造公差由表2-5查得=0.03mm，=0.02mm.磨损因数由表2-4查得 X=0.75校核：=0.02+0.03=0.03mm （2-17）(43.55+0.750.13) =43.45mm圆整后为：43.4则 落料凹凸模采用配合加工的方法。凸模尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.0650.095mm.落料凹模图如图2-4所示。图2-4落料凹模3翻边的工作部分尺寸计算（1）内翻孔尺寸为24，尺寸精度IT11级。凸模尺寸计算公式如式2-18 （2-18） 故取=0.06。把=24.0mm,=0.13mm,代入上式，则： =(24+0.40.13) =24.05 圆整后为：24.0由于工件要求内形尺寸，则以凸模为设计基准。间隙取在凹模上故凹模尺寸为：=（+Z）把=24mm,=0.13,Z=2.0mm, =0.06mm代入上式则凹模的尺寸为： =（24+0.13+2.0）=26.13圆整后为：26.0（2） 外缘翻边尺寸38. 定间隙单边间隙为：Z/2=1.0t=1.0mm则翻边模的间隙Z=21.0=2.0mm.凸凹模工作部分的尺寸和公差 由于工件要求外形尺寸，则以凹模为设计基准。 凹模尺寸计算公式如式2-19 （2-19） 将模具公差按IT10级选择则 把=38.13,=0.13代入，则：=（38.13-0.750.13） =38.03圆整后为：38.0间隙取在凸模上，则凸模的尺寸计算公式如式2-20=（ ） （2-20）把 =38.13,=0.13，Z=2.0 ，=0.1mm代入，则：=（38.13-0.750.13-2.0）=36.03圆整后为：36.0其成形模的图如2-5图所示。图2-5成形模2.3 冲压设备的选择由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力(1618)选择压力机。模具设计手册末附录B3选取公称压力为250kN的开式压力机。其与模具设计的有关参数为:公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm封闭高度调节量：55mm工作台孔径：370mm560mm模柄孔尺寸：40mm 60mm2.4 模具总体结构的设计2.4.1 绘制模具总体结构草图模具的结构如图：（如图2-6）主要有上模座、下模座、冲孔凸模、落料凹模、冲孔落料翻边凸凹模、翻边成型模、卸料块等零件组成。2.4.2 模具结构的设计，确定结构件的形式1. 卸料零件计算上卸料采用刚性卸料装置。压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料块将制件从上横中打出。下卸料是采用橡胶作为弹性元件的弹性装置。由式计算橡胶的自由高度。（3.54）S工作式中 工作行程与模具修模量式调整量（46）I和再加1。=（5.0+1+4）mm=10mm;则 =（3.54）10=3540mm;取=35mm;橡胶的装配高度=(0.850.9)H=29.7531.5mm;取=30mm.卸料弹簧的设计计算：1）、根据模具结构初定6根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： /n=1.07KN/6=178.33N2）、根据预压力（178.33）和模具结构尺寸，由参考资料模具设计手册369页附录，初选出序号3438的弹簧，其最大工作负荷=330N178.33N表2-5圆钢丝螺旋弹簧规格序号弹簧直径D/mm材料直径d/mm节距t/mm自由高度/mm受负荷F1是的高度/mm最大工作负荷/N342035.52517.6330353524364530.2375536.6386543.03）、校验是否满足S总，查书附录既负荷行程曲线，经计算可得以下数据：由表中数据可见，序号37、38的弹簧均满足S1S总，但选序号37的弹簧最合适了，因为弹簧太长，会使模具高度增加，37号弹簧的规格：序号/mm/mmS1=-342517.67.44.012.5353524.0115.814.3364530.214.87.415.9375536.618.49.518.0386543.02211.620.1外径：D=20mm钢丝直径：d=3.0mm自由高度：=55mm装配高度：=55-9.5=45.5mm.2. 定位零件的确定定位零件的作用，是使条料或毛坯在精冲在确定正确的位置，从而保证冲出合格的制件，根据毛坏和模具不同的特点，必须采用不同形式的定位装置，冲模中常见的定位零件有定位板、定位销、挡料销、导料销，侧压板等。对于带有弹压卸料板的冲模，若采用活动挡料销，在冲件时活动挡料销随凹模的下行而压入孔内，工作方便，但是要求弹压卸料板较厚，对于弹压卸料板较薄的板料，如果采用固定挡料销的形式，在凹模的相应位置留出空间，同时满足冲件要求，而且经济性好，因此选用固定挡料销，参照GB2866.1181固定挡料销A型, 材料:45钢, 基本尺寸:d4, 热处理硬度:HRC43 48。3. 卸料装置的确定弹压卸料板兼有压料和卸料两大作用，它可在冲压开始时起压料作用，结束后起卸料作用，主要用于精冲薄料和要求制件平整的冲模中，其弹力可用弹簧或橡胶获得，也可以通过顶杆安装在下模座或压力机工作台下而的弹顶器或气垫获得。弹压卸料板上开孔大小，即卸料孔每侧与凸模保持间隙C=0.10.2t,t为材料厚度。为保证装配后卸料板的平行度，同一付模具各卸料螺钉的长度L及孔深H都必须保持一致，相差不超过0.02mm.弹压卸料板受弹簧，橡胶等零件的限制，卸料力小，主要用于料厚在1.5mm以下薄件的卸料工作。4. 推件装置的设计把制件或废料从装于上模座的凹模中推出来的零件，称为推件装置。推件装置的推力，可以利用压力机上的打杆在打杆横梁作用下得到，或利用上模内安装弹簧或橡胶得到。推件器要在能保证平稳推下制件的前提下，受力点尽量少些，为使推件力均匀分布，推件要均匀分布，长度一致。因此，在轴盖冲模中选用了三根长度一致的推件（即圆柱销）均匀分布在圆周上，推出制件。5. 顶杆的确定顶杆的作用是在冲裁完毕后，将滞留在凸凹模的制件顶出的机构。在轴盖冲模中采用4的顶杆，因顶力很小，4的杆足够强度。6. 模柄的确定中、小型冲模通过横柄将上模固定在压力机的滑块上，模柄的结构形式较多，主要有：旋入式；压入式；凸缘式；浮动式。本模具采用凸缘式模柄。7. 固定板的设计固定板用于中、小型凸模或凹模固定在模座上，按外形分为圆形和矩形两种，其平面轮廓尺寸除应保证凸、凹模安装孔外，还应考虑螺钉和销钉孔的定位，厚度一般取凹模厚度的60%80%。固定板孔与凸、凹模采用过渡配合（H7/m6）。压装后端面磨平，以保证冲模垂直度。8. 垫板的设计与标准：垫板主要用于直接承受和扩散凸、凹模传来的压力，以降低模座所收的单位压力，防止模座被局部压陷，影响模具正常工作。模具是否用垫板，根据模座承受压力大来确定，凸（凹）模支承端面对模座的单位压力为： = PA （2-21） 式中： P 冲裁力A 凸（凹模）支承端面面积小于等于模座许用应力则应在凸（凹）模与模座间加经淬硬磨平的垫板，垫板厚度一般取6 12mm，外形尺寸按固定板形状决定。2.4.3 模架的选择根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸。模架选用适用中等精度，中小尺寸冲压件的后侧导柱模架从右向左送、操作方便。上模座：L/mm B/mmH/mm=12512535下模座：L/mmB/mmH/mm=12512540导柱：d/mmL/mm=22130导套：d/mmL/mmD/mm=226033垫板厚度取：8mm落料凹模的厚度已定为：40mm卸料板厚度取：8mm弹簧外露高度：（45.5-13.5）=32mm模具的闭合高度：35+40+8+8+40+32+1=164mm所以 =164mm模具闭合高度满足+10-5,故认为合适。2.4.4模具的动作过程（如图2-6）2-6 模具装配图1-下模座 2-导柱 3-卸料板 4-上模固定板 5-导套 6冲孔凸模7-上模座8-垫板 9-落料凹模 10-成型模 11-顶出器 12-推板13-模柄 14-凸凹模 15-卸料板 16-顶杆 17-下模固定板工作时，将毛皮条料放入弹性卸料板3上，有挡料销定位，上模下行，冲孔凸模6进行冲孔，同时落料凹模10完成落料动作，上模继续下行时，翻边成型模11与凸凹模14进行翻边。滑块运行到下死点，对工件进行整修。冲压工序完毕后开模，如工件滞留在下模，有橡胶将工件顶出，如工件滞留在下模，有顶出器顶出。2.4.5 模具主要零件结构设计的分析1 冲孔凸模设计根据冲压件的的形状和尺寸，冲孔凸模采用整体式的直通式（主要由于模具安装的空间限制而采用直通式），截面形状是圆形，刃口形状为平刃。凸模材料：Cr12MoV由于冲件形状已决定了横向尺寸和形状，所以在一般情况下，凸模的强度是足够的，但是，对于特制细长的凸模和板料厚度大的情况，才需要进行压应力和弯曲应力的校核，检查其危险面尺寸和自由长度是否满足强度要求。压应力校核公式如表2-6所示。表2-6 压应力校核公式圆形凸模 4t/ 非圆形凸模 F/ 弯曲应力的校核公式如表2-7表2-7弯曲应力校核公式圆形凸模非圆形凸模无导向装置 95/ 425带导向装置 270/ 1200 式中： 凸模最小直径 (mm)T 材料厚度 (mm)I 材料抗剪强度 (MPa) 凸模最窄处的截面积 (mm2)F 冲裁力T 凸模材料许用压力 (MPa) D 凸圆最小直径 (mm)I 凸模最小截同的惯性矩 (mm4)冲孔凸模是直通式最小直径是19.3mm,进行冲裁的板料厚度为1mm 。既不属于细长杆，又不属于板料厚的零件，所以凸模的强度足够不需进行压应力和弯曲应力的校核。冲孔凸模的固定方式，采用螺钉吊装固定。直通式凸模为方便固定板型孔的加工，则采用M7/h6的基轴制过渡配合。2 落料凹模的设计 凹模是在冲压过程中，与凸模配合直接对冲制件进行分离或成型的工作零件。凹模的材料选取：Cr12MoV1) 刃口形式 选用刃口，根据冲裁件的形状、厚度、尺寸精度以及模具的具体结构决定，采用刃口形式为直通式。2) 凹模外形尺寸 凹模的外形尺寸是指其平面尺寸和厚度，凹模的外形一般为圆形和矩形两种。因冲裁件属于中小型工件，故采用圆形凹模。由于冲裁时凹模受力状态比较复杂，目前还不能用理论方法精确的计算，必须中和考虑各方面因素，在实际生产中首先采用经验公式确定.凹模的高度和厚度通过经验公式计算。凹模高度计算公式如式2-22 （2-22）= 0.3543.55= 15.24（mm）凹模厚度计算公式如式2-23 c = (1.5 2)h （2-23）= (1.5 2)15.24= 22.86 30.48 （mm）式中： h 凹模高度（mm）（15mm）k 系数d 最大直径（mm）c 凹模厚度（mm）,（ 30 40mm）由于结构需要选取凹模高度h = 40 mm，凹模厚度c = 37.5 mm。3) 落料凹模的固定方法 采用上模固定板固定，与固定板采用H7/m6过渡配合，上端带台肩，以防拉下。3 凸、凹模的设计复合模中同时具有落料凹模和冲孔凹模的作用的工件零件。凸凹模工作面的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。因此从强度方法考虑，其壁厚应受最小值限制。凸、凹模壁厚于模具结构有关：当模具采用正状结构时，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，若内孔为直通形刃口形式，且采用下漏料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大些。不积聚废料的凸凹模的最小壁厚1）对黑色金属硬材料约为工件料厚的1.5倍，但不小于0.7 mm。2）对有色金属和软材料的工件约等于工件料厚，但不小于0.5 mm。积聚废料凸凹模的最小壁厚目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚列于表2-8。表2-8 倒装复合模的冲裁凸凹模的最小壁厚料厚t(mm)0.40.50.60.7最小壁厚a(mm)1.41.61.82.0料厚t(mm)0.80.91.01.2最小壁厚a(mm)2.32.52.73.2轴盖冲模采用倒装复合模，冲裁凸凹模内孔有废料积聚，经查表，最小壁厚为2.7mm。由工件图可知，凸凹模的壁厚为10mm大于最小壁厚，满足要求。（如图2-6）上部的成型凸凹模属于不积聚废料的凸凹模。故最小壁厚约等于工件料厚。即：最小壁厚为1.0mm，凸凹模的壁厚为2.3mm大于最小壁厚，满足要求。（如图2-6）4. 翻边成型模的设计翻边成型模是凸凹模的一种，故设计与凸凹模相似。属于不积聚废料的凸凹模，故最小壁厚约等于1.0mm，成型模的壁厚为5.0mm大于最小壁厚，满足要求。（如图2-5）固定方法：采用与落料凹模H7/K6的过渡配合，在与上模固定板配合。2.4.6模具图设计1绘制模具装配图（见附图）2. 绘制某些非标零件图（见附图） 模具中的标准件和非标准件列表见表2-9和表2-10。2-9装配图标准图序号零件名称实际尺寸数量材料1上模座1251251HT2002下模座1251251HT2003圆柱头内六角螺钉M1022345M8504M84044卸料螺钉M10556455圆柱销870245835261826挡料销43457导柱221302208导套2260332209模柄40601Q23510弹簧D2055665Mn11硬橡胶圈4018.51硬橡胶2-10装配图非标准件序号零件名称实际尺寸数量材料硬度（淬火）1弹压卸料板581452冲孔凸模25451Cr12MoVHRC58-603垫RC43-484上模固定板135135281Q2355打杆2095145 HRC43-486落料凹模70451Cr12MoVHRC60-627成型模55451Cr12MoVHRC58-628顶出器3530145HRC43-489推板408145 HRC43-4810凸凹模60501Cr12MoVHRC58-6211压料器2010145HRC43-4812卸料板458145HRC43-4813顶杆10504Cr6WVHRC50-5614下模固定板90201Q2352.4.7模具装配与调试（一） 对于导柱复合模装配，应以凸凹模作为装配基准件。先将装有凸凹模的固定板用螺栓和销钉安装、固定在指定的模座的相应位置上；再按凸凹模的内形装配、调整冲孔凸模固定板的相对位置，使冲孔凸、凹模间的间隙趋于均匀，用螺钉固定；然后再以凸凹模的外形为基准，装配、调整落料凹模相对凸凹模的位置，调整间隙，用螺钉固定然后再安装其它的零件。安装顺序如下：1， 零件检查和组装2. 部件组装，如模架的组装、模柄的装入、凸模及凸凹模在固定板上的组装3. 重要零部件组装4. 辅助件安装 5. 模具试冲（二）模具装配过程见表2-11表2-11装配过程图序号工序工艺说明1检查零件及组件检查冲模各零件及组件是否符合图样要求，并检查凸凹模间隙的均匀程度，各辅助零件是否配齐2装配上模1、先将模架组装好，即推板13放入上模座7内型腔，打杆14与模柄15的组合体放入上模座里并用螺钉16固定。2、把落料凹模10、成型模11装入上模固定板4中，再将其磨平。将顶出器12装入与成型模11相配。冲孔凸模6有螺钉18固定在垫板上，使其与顶出器12配合间隙均匀，并保证其垂直度，打入销钉17。3、垫板8、上模固定板4和上模座7用内六角螺钉20固定连接，用凸凹模24对冲孔凸模6和落料凹模10、成型模11初找正其位置，进行调整，紧固螺钉20。4、按上模固定板4上的螺纹孔配作上模各零件的螺纹过孔。5、拆开后分别进行扩孔、铰孔，然后再用螺钉连接起来，用压板压紧，钻销孔，打入销钉。3装配下模1、在下模座1的内型腔放入橡胶28和卸料板26，凸凹模24装入下模固定板30，保证其同轴度。压料器25、顶杆27装在凸凹模24上。2、将其凸凹模24、下模固定板30、压料器25、顶杆27的组合体与下模座1、橡胶28