拉深冲孔模具毕业设计

I 平底铁杯落料拉深冲孔模具毕业设计 摘要 本文介绍了平底铁杯冲压工艺，分析了原冲压工艺的缺陷，设计了新的 落料 、 拉 深、冲孔复合模 。该 模具设计制造简便易行 ， 落料 、 拉 深、 冲孔效果好，能极大地提高生产效率，但落料拉 深凸 凹模设计较为重要，设计中充分考虑 了 其落料拉 深 模口形状。 全文共分 六 章， 通过 阐述落料拉深冲孔复合模的工艺设计与结构设计过程 ， 对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凸凹模等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行 了 设计计算和选择，确定落料拉深冲孔复合模的整体结构框架 ， 最后对复合模装配和工艺性进行了分析并 绘制 了 模具总 装 图 和非标准件零件图。 本文设计 的复合模 通过理论分析和大量的工程实践探索，可以将传统的分模加工合二为一，使落料、拉深、冲孔一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量，降低了成本，提高了生产效率 ，又可减少设备投资和模具制造费用。 关键词 ：平底铁杯 ， 冲压 ， 复合模 ， 落料 ， 拉深 ， 冲孔 II Abstract This present paper introduce the stamping technics of a flat bottom iron cup.The defects of former stamping technics are analysed.A new compound die is designed with blanking and drawing and punching.The die design and manufacture simply with well blanking, drawing and punching.It can greatly improve the production efficiency,but the design of blanking and drawing die is very important.It should fully consider the shape of blanking and drawing die.The paper altogether is divided into six chapters.Through process design and structure design of the compound die drawing process falls on punching, drawing male die, blanking die, blanking and drawing die molding parts main mold and a variety of standard parts of the design calculation and selection, determine the overall framework of compound die punching down the drawing.At the end of the compound die assembly and process are analyzed and to draw the mold assembly drawing and non standard parts drawing. In this paper, the design of compound die through theoretical analysis and engineering practice of exploration, can the traditional mold processing become, the blanking, drawing, punching a forming, avoid the positioning mould processing error production, so as to ensure the quality, reduce the cost, improve production efficiency, and reduce the investment in equipment and mold manufacturing costs. Key words : falt bottom iron cup， stamping， compound die， blanking， drawing， punching III 目 录 前言 . 1 1 绪 论 . 2 1.1 冲压的概念及特点 . 2 1.2 冲压的基本工序及模具 . 3 1.3 冲压技术的应用与发展 . 4 2 工艺方案的分析与确定 . 7 2.1 零件的工艺分析 . 7 2.2 工艺方案的确定 . 8 3 主要工艺参数计算 . 9 3.1 毛坯尺寸的计算 . 9 3.2 确定拉深次数 . 10 3.3 排样及材料利用率 . 10 3.4 工序压力计算 . 12 3.5 模具压力中心计算 . 13 4 模具的总体设计 . 14 4.1 冲压设备的选择 . 14 4.2 模具结构形式的确定 . 16 4.3 冲模设计中应采取的安全措施 . 17 5 主要零部件设计及计算 . 19 5.1 主要零部件的设计 . 19 5.1.1 冲裁模刃口尺寸的计算 . 19 5.1.2 落料凹模设计 . 22 5.1.3 冲孔凸模设计 . 22 5.1.4 凸凹模设计 . 23 5.1.5 凸模与凹模的固定 . 25 5.1.6 凸、凹摸 强度校核 . 26 5.2 模架的设计 . 27 5.3 卸料 与 顶件零件的设计 . 29 IV 5.4 导料、定位与导向零件的设计 . 30 5.5 紧固零部件的设计 . 31 5.6 固定与支撑零件的设计 . 31 6 落料拉深冲孔复合模装配 . 34 6.1 模具装配的内容和目的 . 34 6.2 模具装配的精度要求 . 34 6.3 冲 压模具 装配的技术要求 . 34 6.4 落料拉深冲孔复合模装配 及工作过程 . 35 结论 . 38 致谢 . 39 参考文献 . 40 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 1 前言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。 随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度 ,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中 得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的 NC（ Numerical Control） 机床、 CNC(Computer Numerical Control)机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工 时代转变成机械加工、电加工以及其他特种加工相结合的时代。模具制造技术，已经发展成为技术密集型的综合加工技术。 本文应用专业所学课程的理论 知识 和实际 生产 知识进行冲压模具 的 设计工作 ，通过实际训练培养 和 提高学生独立工作能力，巩固与扩充冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冲压模具设计的方法和步骤，懂得 如何 分析零件的工艺性 并 确定工艺方案，了解模具的基本结构，提高计算能力 、 绘图能力，熟悉规范和标准，提高独立思考 的 能力。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 2 1 绪 论 1.1 冲压的概念 及 特点 冲压是指在常温下 ，利用冲压模具在压力设备上对板料或热料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件的一种压力加工方法。由于冲压过程通常是在常温下完成的，同时被冲压的材料通常都是板料，为与其他压力加工方法进行区分，也把冲压加工过程称为冷冲压或板料成形加工。 在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具，高效的冲压设备是必不可少的三要素。如图 1-1 所示。 其中，冲压工艺是指冲压加工的具体方法（各种冲压工序的总和）和技术经验；冲压模具是指在冷冲压加工中，将板料（包括金属和非金属材料）加工成零件或半成品的一种 特殊工艺装备，简称冷冲模；冲压设备是指用于安装冲压模具并实施加工过程的压力设备。 图 1-1 冲压零件的影响因素 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下 ： （ 1） 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （ 2）冲压时由于模具保证了冲压件的 尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量 ， 而模具的寿命一般较长 ， 所以冲压的质量稳定 ,互换性好 ， 具有 “ 一模一样 ” 的特征。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 3 （ 3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （ 4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度 高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指 板料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限以后，使板料发生断料而产生分离，分离出的部分即为需要的冲压件 ；成形工序是指 板料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但为达到强 度极限，使板料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序 。 根据工艺性质 冲压模具可分为以下四类： （ 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 ： 使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变形，从而获得一定角度和姓张的工件模具。 （ 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照凸、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。 根据工序 合成 度 可分为以下三类： （ 1）单工序模 ： 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （ 2）复合模 ： 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 4 （ 3）级进模（也称为连续模） ： 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部 分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 1.3 冲压技术的 应用与发展 随着工业产品质量的不断提高，冲压生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快的特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。而计算机技术和制造技术的迅速发展，也使得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与分析（ CAD/CAE）、数控切削加工、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。 （ 1）冲压成形理论及冲压工艺的发展 冷冲压变形基础理论的研究发展迅速，更加准确、实用、方便的计算方法被应用于材料的手里分析之中，这使得人们可以正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决了冷冲压变形中出现的各种实际问题，进一步提高了冲压件的质量，新的工艺方法得以研究成功并推广。例如精冲压、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形 工艺以及其他高效、经济的成形工艺等。冷冲压技术水平得到了进一步的提高。 随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟分析技术，即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程，通过分析数值技术结果，帮助设计人员实现优化设计。 （ 2）模具先进制造工艺及设备的发展 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。模具先进制造技术 的发展主要体现在以下方面：高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割技术、磨削及抛光加工技术和数控测量。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素和不易控制的状况，使得河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 5 模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。 （ 3）模具新材料及热、表处理的发展 随着产品质量的提高，对模具质量和寿命的要求也越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺，不断提高使用性能，改善加工性能。 模具新材料 冲压模具使用的材料为冷作模具 钢 ，它的特点是应用量大，使用面广，并且种类最多。其主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前，冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢 D2（相当于我国 Cr12MoV）性能基础上，向两大分支方向发展：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布的均匀度，突出提高模具的韧性。另一种是以提高耐磨性为主要目的，为适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。 热处理、表处理新工艺 为 了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性，必须采用热、表处理新技术，尤其是表面处理新技术。除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果也很好。其实，化学气相沉积（ CVD）、物理气相沉积（ PVD）以及盐浴渗金属（ TD）的方法是几种发展较快、应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗，有着十分重要的意义。 （ 4）模具 CAD/CAM 技术的发展 计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合，形成了计算机辅助设计与计算 机辅助制造这一新型技术。 CAD/CAM 是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程 。它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，是工程技术人员嫩借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具 CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。 随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造型为基础、基于并行工程（ CE）的模具 CAD/CAM 技术正成为发展方向。它能实现面向制造和装配的设计，实现成形过程的模拟 和数控加工过程的仿真，使设计、制造一体化。 （ 5）快速经济制模技术的发展 为了适应工业中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度、降低模具生产河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 6 成本、开发和应用快速经济制模技术，越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具，能简化模具制造工艺，缩短制造周期（比普通钢模制造周期缩短 70%90%），降低模具生产成本（比普通钢模制造成本降低 60%80%）。快速经济制模技术在 工业生产中取得了显著的经济效益，对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。 （ 6）先进生产管理模式的应用 随着需求的个性化和制造的全球化、信息化，以及企业内部和外部环境的变化，改变了模具业的传统生产观念和生产组织方式。现代系统管理技术在模具企业正得到逐步应用，主要表现在：应用集成化思想。强调系统集成，实现了资源共享；实现由金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构的转变，由传统的顺序工作方式向并行工作方式的转变；实现以技术为中心向以人为中心的转变，强调协同和团队精神。先进生 产管理模式的应用使得企业生产实现了低成本、高质量和高速度，提高了企业市场竞争能力。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 7 2 工艺 方案的分析与确定 2.1 零件的工艺 分析 冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。 本课题的研究对象 为平底铁杯 ， 是络筒机产品中常用零件 之一， 材料 为 Q235A，料厚 t=1mm， 其形状及尺寸如图 2-1 所示，工件尺寸公差为 IT12 级， 一般冲压均能满足精度要求 ， 是形状规则的旋转体零件大批量生产。 a 工件简图 b 工件实图 图 2-1 工件的简图和实体图 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 8 此工件为 有 凸缘圆筒形工件 ,要求内形尺寸，此工件的形状满足拉深的工艺要求，可用拉深工序加工。工件底部圆角半径 1r = 2r =2mm， 1r t， 2r 2t， 满足拉深对圆角半径的要求 ， 按公差表查得为 IT14 级，满足拉深工序对工件公差等级的要求。 对于所冲孔 5mm，一般冲孔模对该种材料以冲压 ，底部孔径 d trd 11 2 ， 而1d =12.5mm， 1r =2mm， t=1mm， 得 d7.5mm， 因而 5 孔符合工艺要求。 2.2 工艺方案的确定 确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 由图 2-1 可见，该工件的加工涉及到落料、拉 深 、冲孔三种工序内容。 过去该工件采用落料拉 深、冲孔 2 副单冲模单工序冲制而成，由于不是连续进行冲压成形，经常会产生各种成形缺陷而且模具数量多，增加了模具的制造成本，生产效率也很低，因此必须进行工艺更新。 根据变形特点，对于带孔的拉深件，尤其是 5 孔到直壁的距离较近，一般应先拉深后冲孔。现拟定以下几种 新的 工艺方案： 方案一：先落料，后拉深， 再 冲孔，采用单工序模生产 ； 方案二：落料 拉深 冲孔复合冲压，采用复合模生产 ； 方案三：落料 拉深 冲孔连续冲压，采用级进模生产。 方案分析：方案一模具结构较为简单，但需要三副模具和两道工序，成本高，生产效率低，难以满 足大量生产的生产要求。方案二只需要一副模具，减少了工序数量，工件的精度及生产效率都比较高，但模具制造时有一定的困难。方案三也只需要一副模具，生产的制件精度不如复合模生产精度高，模具本身制造也有一定的难度，生产效率不如复合模高，并且生产过程中需要克服工件的精确定位问题。通过对上述三种方案的综合比较，并且考虑模具的制造精度及制件的精度，该冲压工艺方案选用方案二较优。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 9 3 主要工艺参数计算 3.1 毛坯尺寸的计算 计算毛坯直径 D 如图 2-1 工件图所示。 H=7mm ， 2d =(14.5-1)mm=13.5mm ， td =17mm 。 工 件 的 相 对 直径2/ddt =13.5mm/17mm=0.79。根据相对 直径 从表 3-1 中查得修边余量 R=1.8mm。 表 3-1 有 凸缘圆筒行拉深件的修边余量 R（ mm） 凸缘直径 td 凸缘的相对直径2/ddt 25-50 2.5 2.0 1.8 1.6 50-100 3.5 3.0 2.5 2.2 100-150 4.3 3.6 3.0 2.5 150-200 5.0 4.2 3.5 2.7 200-250 5.5 4.6 3.8 2.8 250 6.0 5.0 4.0 3.0 （ 1） 计算毛 坯直径 有 凸缘圆筒形拉深工件的毛坯尺寸计算公式为： 224224 4)(24d rddrhdD （ 3-1） 将 4d =8.5mm， h=1mm， 2d =13.5mm， r=2.5mm， 2d =13.5mm 代入上式，即得毛坯的直径为： D=8.52+413.51+23.142.5(8.5+13.5)+43.142.521/2=23.5mm 故取 D=23.5mm。 （ 2） 确定是否需要压边圈 根据坯料相对厚度： 100Dt =1/23.5100=4.26 式中 t坯料厚度， mm； D毛坯直径 ， mm。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 10 查文献【 1】 P310 表 4 80 可知不用压边圈，怕 该冲件在拉深过程中会发生起皱，保险起见，采用 刚 性压边装置的模具。这里的压边圈实际上是作为定位与顶件之用。 3.2 确定拉深次数 由于拉深件的高度与其直径的比值不同，有的拉深件科研用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，则需要多次拉深才能制成。 所有根据工件的相对高度（ h/d）和坯料的相对厚度（ t/D100）的大小确定拉深次数 。 查文献【 1】 P208 表 4 20 可知，由于工件相对 直径 0.79 在第一次拉深最大 相对高度 0.75 0.90 之间 ，可一次拉深成形。 3.3 排样及材料利用率 （ 1） 排样方法 排样：冲裁件 在条料、带料或板料上的布置方法。合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。在排样时应考虑如下原则 ： 提高材料利用率（不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状） ； 使工人操作方便、安全，减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动要少，在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽、进距小的排样方法。这样还可以板料裁切次数，节省裁备料时间 ； 使模具结构简单、模具寿命长 ； 保证冲件的质量 ； 对于弯曲件的落料，在排样时还要考虑板料的纤维方向。 根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为 三种： a 有废料排 样， b 少废料排样 ， c 无废料排样 根据零件图可选用少废料排样 ， 沿冲件部分外形切断或冲裁 ， 只有在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边 ， 这 种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的冲裁件排样。 排样的形式分为直排式 、 斜排式 、 直对排 、 斜对排 、 混合排等。 根据零件的形状和排样方法确定为 少废料 直排排样。 （ 2）搭边与料宽 搭边 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 11 排样 时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫做 搭边。 搭边的作用：一是 补偿定位误差 和剪板误差 ， 确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；三是搭边可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。 查文献【 1】 P45 表 2 18 可知 排样图搭边值 a=1.0， a1=0.8 式中 a侧面搭边值 a1冲件之间的搭边值 搭边值的大小与下列因素有关： a 材料的力学性能 b 材料的厚度 c 零件的外形和尺寸 d 排样方法 e 送料及挡料方式 送料步距和条料宽度的确定 a. 送料步距 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距）其大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。 送料进距： s= 1aD （ 3-2） =23.5+0.8mm =24.3mm b.条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁件零件周边有足够的搭边值。最大条料宽度要能在冲裁时顺利在导料板之间送行并与导料板之间有一定的间隙。根据零件图要求，导料板之间无测压装置。 条料宽度： B= aD 2 （ 3-3） =23.5+21mm =25.5mm 式中 D平行于送料方向冲裁件的宽度 。 可得排样图 如图 3-1所示 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 12 图 3-1 排样图 （ 3）材料的利用率 冲裁件的实际面积与所用面板面积的百分比叫 材料的利用率 ，它是衡量合理利用材料的经济性指标。一个步距内的材料利用率可用下式表示： %100s BA （ 3-4） 式中： A一个步距内冲裁件的实际面积； B板料宽度； s步距。 已知 A= 2)2(D=510.7 2mm ， B=25.5mm， s=24.3mm，可得 =93.4%。 3.4 工序压力计算 在冲裁模设计中，冲压力是指 冲裁力 力， 卸 料力， 推件力和顶件力 。它是冲裁时选择压力机，进行模具设计校核强度和刚度的重要依据。 （ 1） 冲裁 力计算 F冲=D t （ 3-5） 式中 F冲落料力（） t 材料厚度， t=1mm； 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 13 材料的抗剪强度（ MPa），查得 =375MPa。 落料力则为： F落 =3.1423.5375127.67 kN （ 2）卸料力 F卸 =K卸 F落 （ 3-6） 式中 K卸 卸料力因数，查文献【 1】 P64 表 2 37可知其值 K卸 =0.04。 卸料力则为： F卸 =0.0427.67kN1.10 kN （ 3） 推件力 冲推推 FKF n （ 3-7） =130.05527.67N =19.78KN 式中 n冲孔时卡在凹模内的废料数 ； 推K 推件力因素， K 推 0.055。 （ 4）顶件力 冲顶顶 FKF （ 3-8） =0.0627.67 =1.66KN 3.5 模具压力中心 计算 模具的压力中心就是 冲裁力合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。 冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力的作用点方法。由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变，轮廓部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力的作用点可转化为求轮廓线的中心。 其压力中心就在圆心上。 即 X0=0， Y0=0。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 14 4 模具的总体设计 4.1 冲压设备的选择 （ 1） 冲压设备类型的选择 冲压设备选用是冲压工艺设计过程中的一项重要内容。模具的设计要与冲 压设备的类型和主要规格相匹配，否则不能工作。正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用、冲压工艺的顺利实施及冲压件质量、生产效率、模具寿命等一系列问题。冲压设备属锻压机械 ， 常见冷冲压设备有机械压力机（以 Jxx 表示其型号）和液压机（以 Yxx 表示其型号）。主要根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和精度要求来选择。 对于中小型冲裁件、弯曲件或拉伸件等，主要选用开式机机械压力机。开式压力机虽然刚度不高，在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模间隙分布，降低模具寿命和冲压件表面质量，但是由于它提供了极为 方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特或工作点，所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备。另外，在中小型冲压件生产中，若采用导板模或工作时要求导柱导套不脱离的模具，应选用行程较小的偏心轴压力机。对于大中型冲压件，多选用闭式机械压力机，包括一般用途的通用压力机和专用的精密压力机、双动或三动拉伸压力机等。其中薄板冲裁或精密冲裁时，选用精度和刚度较高的精密压力机；大型复杂拉深件生产中，应尽量选用双动或三动拉深压力机，因其可使所用模具结构简单，调整方便。 在小批量生产中，多采用液压机或摩擦压力机。液压机没有固定的 行程，不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大的施力行程加工时，与机械压力机相比具有明显的优点，特别适合大型厚板冲压件的生产。但液压机的速度低，生产效率不高，而冲压件的尺寸精度有时受到操作因素的影响而不十分稳定。摩擦压力机具有结构简单，造价低廉，不易发生超载破坏等特点，在小批量生产中常用来弯曲件，尤其适用校平、整形、压印等成形工序。但摩擦压力机的行程次数小，生产效率低，而操作也不太方便。在大批量生产或形状复杂件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机 20。 冲压设备分类： 机械压力机按驱动滑块机构的种类可分为曲柄式和摩擦式； 按滑块个数可分为单动和双动； 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 15 按床身结构形式可分为开式（ C 型床身）和闭式（ 型床身）； . 按自动化程度可分为普通压力机和高速压力机等。 由于复合模工件需从模具中间出件 ，本模具选用开式曲柄压力机。 （ 2） 冲 压设备规格的选择 在冲压设备类型选定以后，应进一步根据冲压加工中所需要的冲压力（包括卸料力、推料力等）以及模具的结构形式和闭合高度、外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规格。 公称压力 P 公称压力是指压力机滑块离下止点前某一特定距离，即压力机的曲轴旋转至离下止点前某一特定角度（称为公称压力角，约为 30 度）时，滑块上所容许的最大工作压力。 对于冲压工序，压力机的公称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的 1.3 倍，即 P1.3 F 总 ；得 p56.38KN。 滑块行程 H 滑块行程是指滑块从上止点到下止点所经过的距离。 压力机行程的大小应能保证毛坯或半成品的放入以及成形零件的取出。一般压力机，其行程至少应大于或者等于成品零件高度的 2.5 倍以上。 H2.5h=2.57=17.5mm 滑块行程次数 滑块行程次数是指滑块每分钟从上止点到下止点，然后再回到上止点所往返的次数。 其它参数 a 压力机工作台尺寸 压力机工作台上垫板的平面尺寸应大于模具下模的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地。 b 压力机工作台孔尺寸 模具底部设置的漏料孔或弹顶装置尺寸必须小于压力机的工作台孔尺寸。 c 压力机模柄孔尺寸 模具的模柄直径必须和压力机滑块内模柄安装用孔的直径相一致，模柄的高度应小于模柄安装孔深度 5 15mm。 （ 3） 冲压设备的确定 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 16 根据文献 【 1】 P543 表 9-3 选择开式可倾工作台压力机。 压力机主要技术参数 与规格如下： 公称压力： 63 KN 滑块行程： 50 mm 滑块行程次数： 160 次 /min-1 最大封闭高度： 170mm 封闭高度调节量： 40 mm 滑块中心道床身距离： 110mm 立柱 间 距离： 150 mm 工作台尺寸（前后 左右）： 200mm315mm 工作台孔尺寸（前后 左右 直径）： 70mm150mm110mm 模柄尺寸（直径 深度）： 30mm50mm 工作台板厚度： 40mm 垫板厚度： 30mm 床身最大倾角： 30。 4.2 模具结构形式的确定 要正确选用模具的结构形式，必须根据冲压件的形状、尺寸、精度要求 、材料性能、生产批量、冲压设备、模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本。确定模具的结构形式时，必须解决以下几个方面的问题： 模具类型的确定 简单模、级进模、复合模等 ； 操作方式的确定 手工操作、自动化操作、半自动化操作 ； 进出料方式的确定 根据原材料的形式确定进 料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法 ； 压料与卸料方式的确定 压料或不压料、弹性或刚性卸料等 ； 模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选取合理的导向方式或模具固定方式等。 （ 1） 模具结构的确定 本套模具采用冲孔、落料、拉深复合模。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 17 压力机一次行程中在一个工位上同时完成两个或两个以上冲压工序（冲裁、拉深、弯曲等）的模具称为复合模。 复合模的特点：复 合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大的减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，从而提高了生产率；在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的，不用重新定位，可以避免重新定位产生的误差，从而保证了冲压件的位置精度；复合模对用料的要求没有连续模那样严格，不规则的边角材料也能使用；复合模的结构比单工序模复杂，加工难度大，对模具制造精度要求高，制造周期相对较长，因此模具的制造成本显著增加；某些带狭窄面的工件受到凸凹模强度的限制，不能用复合模加工。 （ 2） 定位方式的选择 因为该模具采 用的是条料，条料送进时，由 导料板 导向，采用 定位销钉 来控制条料的送进步距。 （ 3） 卸料、出件方式的选择 根据模具冲裁的运动特点，该模具采用 刚性 卸料装置和下出料的方式。 （ 4） 导向方式的选择 为了提高模具的寿命和工作质量，方便安装、调整、维修模具，该复合模采用后侧导柱导套的导向方式。 4.3 冲模设计中应采取的安全措施 （ 1） 模具设计的安全要点 设计模具时应把保证人身安全的问题放在首位，它优先于对工序数量、制作费用等方面的考虑。一般应注意以下几点： 尽量避免操作者的手部或身体的其他部位伸入模具 的危险区 ； 手必须进入模内操作的模具，在其结构设计时应尽量提供操作的方便；尽可能缩小模具闭合的危险区域；尽可能缩短操作者手在模内操作的时间 ； 设计时就应明确指示该模具的危险部位，并解决好防护措施 ； 保证模具的零件及附件不因设计原因而损坏。其主要零件应有必要的强度和刚度，防止在使用时断裂和变形 ； 防止操作者的手部伸触到模具的可动部位，以免受到夹击和弹伤 ； 不应要求操作者做过多、过难的动作，不应要求操作者的脚步有过大的移动，以河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 18 免身体失去平衡，出现失误 ； 应尽量避免因出件、清除废料而影响送料操作 ； 避免模具上的突出物、尖棱处伤人或妨碍操作 ； 20Kg 以上的零件及模具应有起重措施，起重及运输时应注意安全。 （ 2） 选择模具结构时的注意事项 尽量采用机械化、自动化送、出料。 运动部件上可能伤人之处应设防护罩，如压料板的下部、气缸活塞、钩爪等处。 在模具上送进和取出坯件的部位要制出空手槽。 模具中的压料圈、卸料板等弹性运动件要有终极位置限制器，防止弹出伤人。 防止上模顶出板、导正销等可动件坠落。 防止零件因震动而出现松动和脱落。 应使操作者清晰的观察到下模的表面状况，便于送料和定料。 涂漆。危险部位应采用醒目的警戒色涂漆，以便引起操作者的注意。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 19 5 主要零部件设计及 计算 5.1 主要零部件的设计 模具主要零件的结构设计，就是确定工作零件、定位零件、卸料和推件零件、导向零件以及安装与固定零件的结构形式和固定方法。在设计时，要考虑到零部件的加工工艺性和装配工艺性 。 5.1.1 冲裁模刃口尺寸的计算 （ 1） 凸、凹模刃口尺寸的确定 凸、凹模刃口尺寸的确定 原则 a 考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模。因此，落料模应先决定凹模的尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理的间隙。冲孔件的尺寸取决于凸模，因此，冲孔模应先决定凸模尺寸。用增大凹模尺寸来保证合理的间隙。 b 考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响。刃口磨损后尺寸变大， 其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸变小，应接近或等于冲件的最大极限尺寸。 c 考虑冲件精度与模具精度之间的关系，选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高 23 级。 凸、凹模分别加工时的工作部分尺寸 其公式见表： 表 5-1 凸、凹模分别加工时的工作部分尺寸的计算公式 工序性质 冲件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 0D 0m in )( pP ZDD dd DD 0)( 冲孔 0d 0)( pp dd dd Zdd 0m in )( 其中 ： Dp， Dd 分别为落料凸，凹模刃口尺寸 dp， dd分别为冲孔凸，凹模刃口尺寸 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 20 D， d 分别为落料件外径和冲孔件的基本尺寸 p， d分别为凸凹模的制造公差，凸模按 IT6，凹模按 IT7 制件的制造公差 Zmin最小合理间隙 X磨损系数，其值在 0.51 之间。 零件精度 IT10 以上， X=1，工件精度 IT14， X=0.5。为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙（ Zmax），凸模和凹模制造公差必须 p+ dZmax - Zmin 凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸 对于冲制复杂形状冲件的模具或单件生产的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸计算：其落料件按凹模磨损后尺寸增大（ A 类尺寸），减小（ B 类尺寸）和不变（ C 类尺寸）的规律分三种。冲件按凸模磨损后尺寸减小（ B类尺寸），增大（ A 类尺寸）和不变（ C 类尺寸）的规律分三种。因为工件属冲孔，根据设计要求确定凸模刃口尺寸并依次为基准配置凹模，按磨损后其尺寸变大，变小，不变。 凸 、凹模刃口尺寸的计算方法 a 落料刃口尺寸计算 对于落料部分按未注公差 IT11 级计算，所以落料件尺寸为 23.50034.0-mm，根据文献【 1】 P55 表 2 25 查得冲裁刃口双面间隙为 Zmin 0.08mm,Zmax 0.12mm. 根据文献【 1】 P57 表 2 28 查得 23.50034.0-的 极限偏差为 ： 凹 +0.025mm，凸 -0.020mm 凹 +凸 =0.025+0.020mm=0.045mm Zmax-Zmin=0.12-0.08 mm =0.04 mm 由于 凹 +凸 Zmax-Zmin，故采用凸模与凹模配合加工法。磨损系数为x=0.5.则凹模刃口尺寸为 ： 凹D =(D-x） 凹0 （ 5-1） 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 21 =(23.5-0.50.34)+0.025 =23.33+0.025 mm 凹模刃口尺寸 d 凹按凹模实际尺寸配制，其双面间隙为 0.08 0.12mm 为保证模具刃口有较长的使用寿命，即保证刃口磨损后还能冲出合格的制件来，制造按最小间隙Zmin=0.08mm 配合间隙 ，即 min- ZDD 凹凸 =23.27 008.0 mm。 b 冲孔刃口尺寸计算 对于孔尺寸为 24.008.05，制造公差查表得 凹=+0.02mm 凸=-0.02mm 由 凹 +凸 =0.02+0.02mm=0.04mm 即 凹 +凸 = Zmax-Zmin 凸故采用分开加工，则： 凸d=(d+x )0- 凸 （ 5-2） =（ 5+0.50.16） -0.02 =5.1 02.0-04.0-mm 凹d =（ d+x +Zmin） 凹0 （ 5-3） =（ 5+0.50.16+0.08） +0.02 =5.1 08.006.0mm c 拉深刃口尺寸计算 对于拉深部分的工件 ,根据 文献【 1】 P307 表 4 76 查得 凹d =0.07mm 凸d=0.04 mm 拉深凸模和凹模的单边间隙查表，按 Z/2=（ 11.1） t,取 Z=2.2。则可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸为： d凹=(D-0.75 ) 凹0 （ 5-4） =14.5 07.00mm d凸=（ D-0.75 -Z)0凸 （ 5-5） =12.3004.0-mm 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 22 5.1.2 落料凹模 设计 落料凹模 材料 选用 T10A，热处理硬度 58 62HRC。 结构尺寸如图 5-1 所示 ： a 俯视图 b 剖面图 图 5-1 落料凹模 结构图 5.1.3 冲孔 凸模 设计 选用台阶式凸模，凸模与固定板之间采用 H7/m6 配合， 材料为 Cr12，热处理硬度60 62HRC。此凸模用导正销与凸模固定板连接。 凸模的长度一般是根据结构上的需要确定的，其长度按下式计算： 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 23 hhhhL 321 （ 5-6） =52mm 式中： h1 凸模 固定板 高 度 ； h2 卸料板 高 度； h3导尺长度； h 附加 高 度，它包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度 ，凸模固定板与卸料板的安全距离 等，取 19mm ； 其结构尺寸如图 5-2 所示 图 5-2 冲孔凸模 结构图 5.1.4 凸凹模设计 （ 1） 具有落料凸模，与拉深凹模作用的凸凹模 ， 材料 选用 Cr12，热处理硬度 6062HRC。 拉深凹模圆角半径根据 文献【 1】 P308 表 4 78 查得 ：凹r=2.5mm， 其结构尺寸如图 5-3 所示 ： 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 24 a 主视图 b 左视图 图 5-3 落料拉深 凸凹模 结构图 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 25 （ 2） 具有拉深凸模，与冲孔凹模作用的凸凹模 ， 材料 选用 Cr12，热处理硬度 6062HRC。 拉深凸模圆角半径凸r=（ 0.61）凹r=1.5mm ， 其结构尺寸如图 5-4 所示 : 图 5-4 拉深冲孔 凸凹模 结构图 5.1.5 凸模与凹模的固定 （ 1） 机械固定 机械固定凸、凹模，一般是采用螺钉紧固、压入配合等方法，常用的几种如下： 凸模和凹模直接固定在模座上。 凸模（凹模）与固定板采用 H7/m6 配合，上面留有台阶，这种形式常用于零 件形状较简单或较厚的材料的冲裁。 采用铆接固定。 冲压 H7/m6 配合固紧凹模，一般只在冲裁小件时用。 采用柱销和螺栓固定。 快速更换凸模（凹模）的固定形式。 （ 2） 物理固定 低熔点合金浇注固定 法 低熔点合金浇注固定法，是利用低熔点合金冷却膨胀的原理，使凸模或凹模与固定河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 26 板之间获得有一定强度的联结。低熔点合金的配方，熔化温度为 150 170 ，浇注时固定板预热至 150 200 ，抗拉强度 91.4MPa ,抗压强度 112MPa ，冷胀率为 0.002mm。 热套固定 对于硬质合金材料的圆形零件的凹模，常采用热套固定法，由于钢的线膨胀系数比硬质合金大，故装卸较方便。过盈量通常取为直径尺寸的（ 0.6 1.0） %。精确的计算可按材料力学中的 “组合筒 ”进行。加热温度一般为 500 600 。 （ 3） 化学固定 无机粘结剂固定法 粘结表面要求粗糙（一般可用 Ra 值 100 25m），单面间隙可采用 0.1 0.3mm,但有的厂也采用 1 1.25mm。 环氧树脂粘结剂固定法 本模具中凹模采用销与螺钉紧固的方法定位和固定，凸模采用销与螺钉紧固的方法固定，凸凹模采用螺钉固定，销钉与销孔的配合方式是 H7/m6。 5.1.6 凸、凹摸强度校核 对于特别细长的凸、凹模，因进行压应力和弯曲应力校核，检查其危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，根据本设计可知 只需对冲孔凸模进行强度校核 （ 1）压应力校核 对于圆形凸模： /4min 压td （ 5-7） 式中 mind 凸模最小直径， mm； t 料厚， mm； 抗剪强度， MPa； F冲裁力， N； 压凸模材料的许用应力， MPa。 可求得 mind 2.3mm，而 d=5.1 mind ，故设计合理。 （ 2）弯曲应力校核 对于有导向装置的圆形凸模： 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 27 FdL /270 2m ax （ 5-8） 式中 maxL允许的凸模最大自由长度， mm； d凸模的最小直径， mm； F冲裁力， N。 可求得maxL55mm，而 L=52maxL，故设计合理 。 5.2 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/T2851.3 7, GB/T2852.1 4）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 40 70mm。模座厚度一般取凹模厚度的 1 1.5 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。模具的上模座盒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 Ra3.2 0.8m。 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。 凹模厚度根据冲 压 力的大小进行估算 3 10/PH （ 5-9） =18mm 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 28 式中 H凹模厚度 ， mm； P冲裁力 ， N。 凹模壁厚 C 是指凹模刃口与外缘的距离 ， 根据 HC )25.1( （ 5-10） C 取 27mm 式中 H凹模厚度 ， mm； C凹模壁厚 ， mm。 因此，取壁厚为 27mm。 刃壁高度 h，冲件壁厚 t=0.55 时， h 取 5-10mm，则取 h=6mm。 凹模周界： LB=（ 23.3+27+27） （ 23.3+27+27） =77.3mm77.3mm 由以上数据选的模架为： 规格 ： 8080（ 130-150） ， 上模座 808030， 下模座 808030。 如图 5-5，图 5-6 所示 图 5-5 上模座实体图 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 29 图 5-6 下模座实体图 5.3 卸料 与 顶件零件的设计 （ 1） 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 固定卸料板，根据 文献【 3】 P656 表 14 10 查得 ： 卸料板厚度 h0 =8mm，卸料孔每侧与凸模保持间隙 c=0.1 0.5t,t 为冲件材料厚度，取 c=0.2mm。 （ 2） 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 由 打料杆 、 打料销 、 打料板 、 打料环组成的上模推件装置 。 （ 3） 顶件装置 本模具中采用 由 压边环、推销、垫板、橡胶垫、螺杆等 组成的 下模顶 件装置 。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 30 5.4 导料、 定位 与 导向零件的设计 （ 1） 导料装置 在本模具中，导料装置选用导料板，导料长度 L 宽度 B 与凹模相同： L=B=80mm； 根据文献【 3】 P667 表 14 15 可得导料板厚度： t=4mm； 根据表 14 16 可求得导料板内侧 距： 0B =26mm； 导料板端部结构 如 图 5-7 所示： 图 5-7 导料板 实体图 （ 2） 定位零件 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。 常用的定位装置有定位板和定位销两类 。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。 在本模具中采用定位销定位 。 （ 3） 导向零件 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，以河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 31 保证精确的导向。 导向装置设计的注意事项 a 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 10 15mm 的间隙； b 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 1 2mm 的间隙； c 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； d 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； e 导套应开排气孔以排除空气。 导向装置的结构 a 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。 b 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： d（ mm） L（ mm） =201 20mm A 型 导套： d（ mm） L（ m） D （ mm） =206532 A 型 导柱导套的配合间隙，必须小于冲裁间隙，按 H7 h6 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/n6压入下模座的安装孔。 5.5 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 1.5 2 倍；销钉与销孔之间采用 H7/h6 或 H7/m6 配合 。 5.6 固定与支撑零件的设计 （ 1） 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。 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 32 一般情况下，模柄长度应比模柄孔深度小 5 15mm，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 压入 式模柄，与上模座采用 H7/m6 过渡配合 结构尺寸如图 5-8 所示 图 5-8 压入式模柄实体图 （ 2） 冲孔 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 12mm，结构如图 5-9 所示 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 33 图 5-9 冲孔凸模固定板实体图 河南理工大学本科毕业设计（论文）说明书 34 6 落料拉深冲孔复合模装配 6.1 模具装配的内容和目的 模具装配是整个模具制造过程的最后阶段，模具装配图或验收技术条件是装配的依据，构成模具的所有复合技术要求的零件，包括标准件、通用件及成型零件等是模具装配的基础。但是有了合格的零件，还必须制定合理的装配工艺，才能装配符 合设计要求的模具。 在装配过程中，即要保证配合零件的配合精度，又要保证零件之间的位置精度。对于具有相对运动的零部件，还必须保证它们之间的运动精度。模具装配的高低及质量好坏，直接影响零件能否正常生产以及零件的尺寸、形状精度和成本。所以说，模具的装配是模具制造过程中重要环节。 冲压模具装配完成后，各模具零件组成模具的上模部分和下模部分。冲压模具工作时，下模部分安装在压力机的工作台上，是模具的固定部分；上模部分通过模柄安装在压力机滑块上，是模具的活动部分 。 6.2 模具装配的精度要求 模具装 配精度包括如下方面： （ 1） 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 ； （ 2） 相关零件的运动精度 ， 如导套和导柱的配合状态 ， 送料装置