筒盖的冲压工艺与模具设计

- 1 -目 录目 录 .11 前言 .31.1 模具行业发展现状 .31.2 模具行业发展前景 .31.3 选题目的与意义 .32 冲压工艺方案的确定 .42.1 设计任务书 .42.2 冲压工艺性分析 .42.3 工序组合方案确定 .52.3.1 工序组合要求 .52.3.2 工序的组合方案及比较 .53 落料拉深模的设计 .73.1 模具总体设计 .73.2 冲压工艺及算 .83.2.1 落料尺寸计算 .83.2.2 确定排样方案 .93.2.3 计算拉深次数 .103.2.4 冲压力的计算 .114.2.5 初步预选压力机 .133.2.6 模具工作部分尺寸及公差计算 .133.3 模具的闭合高度 .153.4 模具工作部件的设计 .163.4.2 落料凹模的设计 .163.4.2 拉深凸模的设计 .173.4.3 落料凸模（兼拉深凹模）的设计 .183.4.4 卸料板的设计 .183.4.5 定位零件的确定 .193.4.6 模具固定板的设计 .203.4.7 模架的选择设计 .203.4.8 模柄的选择 .213.4. 9 出件装置的设计 .223.4.10 标准连接件的选择 .223.4.11 压力机的校核 .234 冲孔翻边复合模设计 .234.1 模具总体结构设计 .234.2 冲压工艺计算 .244.2.1 计算翻边次数 .244.2.2 冲压力力的计算 .254.2.3 模具压力中心计算 .26- 2 -4.2.4 初步预选压力机 .264.2.6 模具工作部分尺寸及公差计算 .264.3 模具的闭合高度 .284.4 模具主要零件的设计和选用 .284.4.1 冲孔凸模的设计 .284.4.2 冲孔凹模（兼做翻边凸模）的设计 .294.4.3 翻边凹模的设计 .314.4.4 卸料板的设计 .314.4.5 承料圈的设计 .324.4.6 模具固定板的设计 .324.4.7 模架的选择设计 .324.4.8 模柄的选择 .334.4.9 垫板的设计 .334.4.10 标准连接件的选择设计 .344.4.11 压力机的校核 .345 结 论 .36参 考 文 献 .37- 3 -1 前言1.1 模具行业发展现状冲压工艺是一种生产效率很高的，可实现少无切屑的先进加工方法。冲压工艺操作简便，便于实现自动化与机械化，适于大批量零件的生产，并且尺寸精度和互换性都较好。所以，在航天航空、汽车、拖拉机、电机电器、精密仪器仪表等工业中占有较为重要的地位，据相关资料统计，仅汽车制造业就有约 60% 75%的的零件是采用冷冲压工艺加工完成的，在电机及仪表生产中也有 60% 70%的零件采用冷冲压加工。由此可见，支持和促进冷冲压技术的发展，对国民经济和加速工业化建设，具有十分重要的意义。冲压模具的设计水平和制造精度是保证冲压零件质量的关键，因此，发展冷冲压生产工艺，必须大力发展冲模技术。早在上世纪 50 年代，美国日本等发达国家就将冲模技术作为一个独立的的产业来发展，并取得的巨大成果。1.2 模具行业发展前景我国模具工业在近 20 年来发展更是迅速，模具及模具加工设备市场需求潜力巨大，发展前景广阔。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。并且，精密、先进加工设备在模具加工中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 等先进加工技术的普及率还比较低，许多高精度复杂模具仍主要依赖国外进口。所以，为提高国内模具设计制造水平，提高国际竞争力，必须加快模具技术发展，加大技术及资金投入，加快模具设计制造人才培养步伐。1.3 选题目的与意义（1）通过毕业设计可以了解模具设计制造技术，并巩固加深所学习的理论知识，提高自己综合分析与解决实际问题的能力，为将来的职业发展奠定基础。（2）通过毕业设计认识冲压模具设计的基本过程及所要完成的工作，提高自己- 4 -查阅相关资料手册、手工绘图及计算机绘图等基本能力。2 冲压工艺方案的确定2.1 设计任务书1.设计要求（1）要求：独立完成给定零件的模具设计，合理选择各组成零件的材料，进一步巩固和提高机械专业设计的理论和技能。根据老师给出的设计任务，能够提出合理的设计方案，培养开发和创新设计的能力。通过手工和计算机绘制装配图和零件图，增强基本的专业制图技能，能够熟练应用计算机进行设计。通过文献资料的检索和阅读，能够提高分析问题和解决问题的能力。（2）数据：依照下图给出的零件图纸参数。图 2.1 零件图料厚： 1.0 0.12mm 材料：10 钢 大批量2.2 冲压工艺性分析通过零件图分析，该零件为圆形筒盖类零件，结构简单，对称，冷冲压模具包括落料、冲孔、拉深、翻边等工序。在拉深过程中要注意控制拉深程度，加工时，- 5 -根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点：（1）拉深件圆角半径：拉深件的圆角半径要适合，应尽量大些，以便于成形和减少拉深次数，避免在拉深过程中出现失稳现象即拉裂。拉深件底与壁的圆角半径应满足 rt（t 为材料厚度） 。而在此设计中圆角半径 r=3t=1，故满足设计要求。（2）考虑拉深件厚度不均匀的现象：在拉深过程中，零件壁厚会有一定不均匀的现象，因此需考虑修边，并合理增加修边余量。（3）根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合。生产批量大时，冲压工序应尽可能组合在一起，用复合模具；小批量生产用单工序简单模。由于圆筒冲压成形需要的多道工序完成，因此选择合理的成形工艺方案十分重要，考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产效率，降低生产成本。要提高生产成本，应该尽量选择合理的工艺方案，选择复合能复合的工序，但复合程度太高，模具的结构复杂，安装调试困难，模具成本高，同时可能降低模具的强度，缩短模具寿命。2.3 工序组合方案确定2.3.1 工序组合要求根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序，冲压该零件需要的基本工序有落料、拉深、冲孔、翻边、切边。工序组合需按照以下原则：（1）对冲带孔的或有缺口的冲裁件，如选用简单模，一般先落料，再冲孔或切口；（2）对于有孔的拉深件，一般先拉深，后冲孔，但孔的位置在零件底部且孔径尺寸要求不高时，也可先冲孔后拉深；（3）对于形状复杂的拉深件，为便于材料变形和流动，应先形成内部形状，再拉深外部形状；（4）整形修边工序，应在冲压件成型以后进行。2.3.2 工序的组合方案及比较通过以上分析共得出以下三种工序组合方案方案一：落料冲孔拉深翻边切边；方案二：落料与拉深复合冲孔、翻边复合切边；方案三：落料、拉深、冲孔、翻边、切边五道工序复合； 方案对比分析：- 6 -方案一：复合程度较低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产工序多，效率低，不适合大批量生产，同时，需要多套模具，零件在各个工序中的累积误差增大，故很少使用；方案二：将落料与拉深，冲孔、翻边与切边进行复合，工序减少，生产效率较高，同时模具的复杂程度增加；方案三：模具的复合程度高，效率也较大提高，适于大批量生产。但模具结构较复杂，安装、调试难于控制，同时模具强度较低。根据以上三个冲压工艺方案的比较，三种冲压工艺方案各有其优点和缺点，为了提高生产率，确保模具有足够的强度，保证冲压件尺寸稳定以及冲件的精度，在综合考虑生产效率与模具制造难易程度的情况下，在此设计中选择方案二进行筒盖的冲制。- 7 -3 落料拉深模的设计3.1 模具总体设计如前所述，模具设计包括模具结构形式的选择和设计，模具结构参数计算，模具图的绘制等内容。现对落料、拉深复合模设计步骤如下：根据已确定的工艺方案，分析可知模具结构可采用前后送料，挡料销定距，导料板定位，固定卸料装置卸料，弹性压边圈压边的倒装式拉深模，模具结构形式可采用中间导柱标准模架。模具装配图如图 4.1 所示图 3.1 落料拉深模1下模座 2导柱 3、8、12、15螺钉 4落料凹模 5推杆 6导料板 7卸料板 9导套 10上模座 11、20、22销钉 13- 8 -打料杆 14模柄 16垫板 17打料块 18凸凹模 19拉深凸模 21压边圈 24双头螺柱 23、27推件板 26弹簧 28 螺母如图 3.1 所示，送料时条料沿两个导料板 6 进行导料，由挡料销定距。开始工作时，首先由凹模 4 和凸凹模 18 完成落料，紧接着由凸模 19 和凸凹模进行拉深成型。在回程时由打料块 17 将工件从凸凹模内推出。该模具采用了中间导柱模架进行导向，这是为了保证均匀的冲裁间隙，提高模具的刃模寿命，并使模具的调试简单化。落料、拉深复合模比单工序模可提高生产率，但模具较复杂，装配难度也较大。由于计算的拉深件的毛坯尺寸不一定准确，常需经试模修正，因此应在拉深件毛坯经单工序模生产验证合格之后，为了提高生产率，才设计落料、拉深复合模。在变形程度允许的条件下，可适当加大毛坯尺寸，以提高模具的可靠性。3.2 冲压工艺及算3.2.1 落料尺寸计算拉深时，虽然拉深件各部分的厚度发生了一些变化，但如果采取适当的工艺措施，厚度变化量并不太大，因此，设计过程中可以不考虑毛坯厚度变化。由于金属在拉深过程中体积不变，在计算拉伸件的毛坯展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深件的表面积相等。由文献1冲压工艺与模具设计实用技术手册292 页表 5-8 得毛坯尺寸按公式为D0= （3.1）21+2(1+2)+422其中，D 0毛坯直径；底部直径；1圆筒上部直径（按材料壁厚中心计算） ；2f锥形部分长度；直壁部分高度。2经计算得 D 0=119.28mm根据零件拉深高度及相对高度查表得，修边余量 =1.2mm为便于计算，取落料尺寸为 D=122mm。- 9 -3.2.2 确定排样方案冲裁件在板料、条料或带料上的布置方法称为排样。排样是否合理，直接影响到材料的利用率、零件质量、生产率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全。因此，在冲压工艺和模具设计中，排样是一项极为重要的、技术性很强的工作。加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的 60%80%之多。因此，材料利用率每提高 1%，则可以使冲件的成本降低 0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。（1）搭边值选择由零件尺寸查手册得进距方向 a=0.8mm搭边值为 =1mmm1于是 进距 h=D+a=122+0.8=122.8mm条料宽度 b=D+ =122+2 1=124mm21 排样图如图 3.1 所示- 10 -图 3.2 排样图查文献3模具设计与制造手册12 页板料规格表，拟用 1mm500mm1000mm 冷轧钢板。裁板条数 n 1= =4 条 余 17mm500124每条个数 n 2= =8 条 余 22mm1000122.8每板总个数 n=n1 n2=4 8=32 （2）材料利用率的计算 依据文献1（P203， 冲压工艺与模具设计实用手册 ）材料利用率为=12(22)41000500 =3.1448(119.282172)41000500 =71.3%（3.2）3.2.3 计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在- 11 -毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。该工件的一个拉深过程分为锥形变形区与圆筒形变形区边个部分（1）无凸缘圆筒形部分的拉深次数毛坯相对厚度 =0.838100%= 1121.28100%实际拉深系数 m= = =0.75 89119.28由此查参考文献1中表 4.11 可得拉深极限系数m=0.55。由此可知，这部分可以一次拉成。（2）锥形部分的拉深次数由文献1冲压工艺与模具设计实用技术手册138 页可知，相对厚度 =1.10.02, = =0.560.5, = =0.11 ,不满足上式，因此采 (0.130.10)=0.03用凸凹模配作的方式加工凸凹模。计算得：=()+0=(122-0.5 1)+0.041=(121. mm5)+0.041D =(2)0= (121.50.1)00.03= mm121.400.03（2）拉深凸、凹模刃口的尺寸及公差的计算 零件图标注的为内径尺寸，所以应按以下公式计算（3.9） =(+0.4+)0（3.10）=(0.4)0以上各式中，查表可知 分别为+0.08、-0.05。间隙 C 查文献1（表 2， 10， ）有 = (3.11)2+ 式中， 为最大板料厚度，k 为间隙系数。查表得，k=0.1所以 mm=2(1.2+0.11)=2.44带入上式计算得：- 15 -=(88+0.40.46+2.44)+0.080mm=90.62+0.080=(880.40.46)00.05mm=87.8200.053.3 模具的闭合高度根据以上落料、拉深复合模结构图可知，模具的闭合高度 hm 为：Hm=下模板厚度(50)+上模板厚度(45)+垫板厚度(10)+凸凹模长度(70)+凸模高度(68)+固定板(20)-凸凹模进人凹模的深度(30)Hm =45+50+10+70+68+20-30=233mm查所选设备的参数；压力机的最大的闭合高度为 250mm，最小闭合高度为 200 mm，则模具的装模高度应该满足下式要求：Hmax-5 Hm Hmin+10即： 245 223 210故满足设计要求。 3.4 模具工作部件的设计3.4.2 落料凹模的设计（1）凹模高度计算凹模高度 H=零件高度(26)+工艺尺寸高度(6)+预留压边圈高度(25)=57mm此处取凹模长度为 60mm。落料凹模的零件图如下- 16 -图 3.3 落料凹模（2）凹模厚度校核冲模设计时对于凹模的强度，一般只校核其受弯曲应力时的最小厚度，凹模厚度校核公式为弯 =1.52（ 1230)弯 式中，P冲裁力（N） ；凹模材料的许用弯曲应力（MPa） ，此处取 400MPa；弯 计算得， ，所以满足强度要求。弯 =210（3）凹模开孔位置计算凹模上的螺钉初选 M12 的内六角，孔中心距离边缘的最小距离 B 1.25d=15mm,所以，在此取该边距为 15mm。- 17 -3.4.2 拉深凸模的设计拉深凸模长度=落料凹模（60）+固定板厚度（20）-2=78mm为防止拉深过程中因料厚不均匀导致板料与凸模间的空气无法排除，在凸模上开排气孔。拉深凸模的零件图如图 3.4 所示图 3.4 拉深凸模3.4.3 落料凸模（兼拉深凹模）的设计本套模具中，落料凸模兼做拉深凹模使用，首先与落料凹模完成落料，再与拉深凸模完成拉伸，拉深凹模通过螺栓与上模座连接，通过圆柱销进行定位。凸凹模的长度为：L=法兰部分高度（20）+凸模进入凹模高度（30）+卸料板厚度（10）+导料板厚度（4）+安全距离，取凸凹模高度为 70mm。凸凹的结构形式如图 3.5 所示- 18 -图 3.5 凸凹模3.4.4 卸料板的设计本套模具采用固定卸料板，卸料板的作用是防止板料卡在凸模上，卸料板与落料凸模的间隙应小于板料厚度的一半，取其间隙为 0.4mm。卸料板采用内六角沉头螺钉与落料凹模固定。卸料板材料选用 Q235，热处理硬度为 38 42HBC。3.4.5 定位零件的确定（1）活动挡料销的选择本套模具采用下图所示的活动式扭簧弹顶挡料销，挡料销安装在卸料板上并且可以伸缩，销子端部做成倒角，以便于条料通过，如图 3.6 所示，送料、定位需要两个动作，先送后拉，称为回带式挡料销。件 2 为扭簧。- 19 -图 3.6 弹性挡料销（2）导料板的设计导料板的作用是定位板料的纵向位置，查表 14-15（冲模设计手册）导料板与板料的间隙为 0.8mm，导料板厚度取 6mm，与卸料板一起固定在落料凹模上，导料板的长度与宽度由落料凹模尺寸决定，L B=190 190。导料板材料为 45 号钢。 导料板的结构如图 3.7 所示图 3.7 导料板- 20 -3.4.6 模具固定板的设计本套模具下模采用固定板固定，落料凹模通过螺钉与固定板固定，拉深凸模通过压入方式与固定板以 H7/m6 的过盈配合方式固定。固定板厚度为 20mm。固定板材料为 Q235。固定板上的孔位置与落料凹模下部孔位置相同。3.4.7 模架的选择设计模架的选择由凹模的外形尺寸决定，查冲压工艺与模具设计实用技术手册选用中间导柱模架，查表 2-67，模架的参数为：下模座厚度 H1=50mm，上模座厚度H2=45mm，导柱安装孔间距 S=260mm，导柱尺寸：32 190，导套尺寸：48 105。模架简图如下所示32 图 3.8 模架- 21 -3.4.8 模柄的选择如图 4.6 所示，本套模具采用凸缘式模柄，这是因为凸缘式模柄可以开打料杆孔，以便于打料。所选压力机的模柄安装孔尺寸为 ，所以，选取小径为507050mm 的模柄。模柄通过 M8 的螺钉与上模座连接。模柄的长度不得大于冲床上模柄孔的深度，所以，在此选择模柄长度为 60mm。模柄的结构形式安装固定方式如下图：图 3.9 模柄3.4. 9 出件装置的设计为防止开模后冲件卡在上模上，本套模具在上模处设计了打料杆与打料块作为出件装置，打料杆安装在模柄的中心孔中，打料块安装在凸凹模的上部，回程时，打料杆顶到压力机模柄孔顶部时，打料杆停止上行，并推动打料块下行，从而将冲件推出。3.4.10 标准连接件的选择（1）下模座与固定板的连接下模座与固定板处， ，选择M12的内六角螺钉与 的圆柱销，螺钉的作用是联10结固定，圆柱销的作用是定位。本套模具中的螺钉均选用内六角螺钉，它紧固牢靠，螺钉头不外漏，且模具外形美观。查机械设计手册（GB/T70.1）选择长度L=70mm的M12螺钉进行固定。选择- 22 -（GB/T119.1-2000）标准中的 mm的圆柱销进行定位。1090（2）卸料板与导料板的固定卸料板上选择M8 的内六角螺钉固定，选择 的圆柱销进行定位。30 830（3）模柄上选用 M8 的内六角螺钉固定。30mm（4）压料弹簧的选择查冲模设计手册 ，选择圆柱形螺旋压缩弹簧，按下式= 最大允 许 工作 负 荷最大允 许 工作 负 荷下的 弹 簧每圈 变 形量选择弹簧的型号，经计算，选择外径为 30mm，弹簧线材直径为 2mm 的弹簧。弹簧变形量为 30mm。3.4.11 压力机的校核模座外形尺寸 ，闭合高度为 210mm，模柄安装孔尺寸=420280为 ，压料圈推板的直径为 110mm。40所选压力机的参数如下：表 3.1 压力机参数型号 JH21-25公称压力/KN 250滑块行程/mm 80最大闭合高度/mm 250闭合高度调节量/mm 50工作台尺寸/mm 700 440工作台孔直径/mm 150模柄孔的直径与深度/mm 4060经比较，所选压力机满足要求。- 23 -4 冲孔翻边复合模设计4.1 模具总体结构设计根据已定冲压工艺方案，冲孔翻边复合模采用弹性承料圈承载定位工件、中间导柱形式的标准模架的结构形式。模具总体结构如下图所示图 4.1 冲孔翻边模1下模座，2导柱，3固定板，4、5、12、13、16螺钉，6弹簧,7承料圈，8导套，9弹压卸料板，10卸料橡胶，11上模座，14模柄，15、23圆柱销，17垫板，18上模固定板，19翻边凹模，20冲孔凸模，22凸凹模。开始工作时，上模下行，由于冲孔凸模 20 比翻边凹模 19 长 2mm，大于料厚，所以当冲孔凸模 20 下行接触到工件时，首先完成冲孔，上模继续下行并紧压工件与承料圈 7 同时下行，翻边凹模 19 固定，与下行的翻边凹模作用，从而完成翻遍过程。回程时，上模随压力机上行，弹簧 5 将承料圈 7 与工件同时弹起，到达与凸凹模 22上表面平行位置时，由于下模座螺钉孔 4 的限位作用，承料圈 7 停止上行，从而完成冲孔翻边过程。当工件卡在上模时，有弹性卸料板 9 将工件推出。该模具采用了中间导柱模架进行导向，这是为了保证均匀的冲裁间隙，提高模具的刃模寿命，并使模具的调试简单化。- 24 -冲孔翻边复合模比单工序模可提高生产率，但模具较复杂，装配难度也较大。 4.2 冲压工艺计算4.2.1 计算翻边次数（1）圆孔翻边过程分析圆孔翻边是把平板上或空心件上预先打好的孔扩大成带有竖立边缘而使孔径增大的一种工艺过程。圆孔翻边时，变形区是以毛坯孔径为内经、凹模工作部分直径为外径的环形部分。在翻边过程中，变形区在凸模的作用下，其内经不断的扩大，直至翻边结束。变形区的内径等于凸模工作部分的直径。（2）圆孔翻边时毛坯孔直径的计算翻边时毛坯孔直径可按下式=2+2(+2)+8(+2)24(2)（4.1）其中，d 为毛坯孔直径，D 为翻边孔圆角部分外径，h 为直边部分高度。经计算得：d=17mm（3）圆孔翻边时的翻边系数在圆孔翻边的过程中，其变形程度取决于毛坯上孔的直径和工件孔径之比，通常用翻边系数 K 表示，即K=d/DK翻边系数；d翻边前毛坯上孔的直径；D翻边后工件的直径（按中线计算） 。因此 K=17/27=0.63由文献2257 页表 6-4 得，极限翻边系数K=0.55 hm Hmin+10即： 225 215 170故满足设计要求。 4.4 模具主要零件的设计和选用4.4.1 冲孔凸模的设计（1）冲孔凸模形式设计本模具采用压入式冲孔凸模，凸模结构如图 5.2 所示，冲孔凸模与翻边凹模采用 H7/k6 的过盈配合方式固定。冲孔凸模从上部到下部分为固定部分和工作部分。总长度为 72mm。（2）凸模强度校核对于冲孔凸模，需要校核凸模的最小长度，带肩凸模的长度校核公式为：=3式中，t冲件材料厚度（mm） ；d冲件直径（mm） ；冲件材料的抗剪强度（MPa） ；d凸模大端直径（mm） ；C系数，查表取 0.196；E凸模材料的弹性模量，对于钢材可取 E=210000（MPa） ；- 28 -计算得： =600mm70mm。所以凸模强度足够。图 4.2 冲孔凸模4.4.2 冲孔凹模（兼做翻边凸模）的设计（1）凸凹模结构设计为提高工作效率，本套模具将冲孔凹模做成下图的形状，并同时作为翻边时的凸模。凸凹模的高度为 55mm。由于凸凹模结构较为复杂，故选用材料为Cr12MoV。并进行渗碳淬火热处理。凸凹模的结构如图 5.3 所示（2）凸凹模强度校核由于凸凹模的壁厚较薄，所以有必要校核凸凹在冲孔时的壁厚是否足够。- 29 -凹模厚度的计算公式为：弯 =1.52（ 1230)弯 式中，P冲裁力（N） ；凹模材料的许用弯曲应力（MPa） ，此处取 400MPa；弯 计算得， ，所以满足强度要求。弯 =100经计算得，凸凹的强度足够。图 4.3 凸凹模- 30 -4.4.3 翻边凹模的设计翻边凹模采用压入上模固定板的方式固定，与固定板采用 H7/m6 的过盈配合方式。中部开孔，用以安装冲孔凸模。翻边凹模的材料为 T10A,热处理硬度为58 62HRC。翻边凹模的结构形式如下图所示图 4.4 翻边凹模4.4.4 卸料板的设计（1）卸料板形式为防止回程时冲件卡在翻边凹模中无法取件，本模具在上模上设计弹性卸料板作为卸料装置，用卸料螺钉固定于上模座。卸料板与翻边凹模的单边间隙为0.4mm。卸料时用橡胶作为弹性元件。卸料板材料选择 45 号钢，热处理硬度为38 42HRC。（2）卸料橡胶的高度计算橡胶的高度按下式计算- 31 -D=(0.51.5)D橡胶外径 mm；卸料橡胶外径取 30mm，所以 H 可取 15mm。4.4.5 承料圈的设计本套模具采用弹性承料圈定位和支撑冲件，用限位螺钉与弹簧定位冲件的高度方向，限位螺钉与下模固定板采用间隙配合，以定位冲件的横向与纵向位置。承料圈的材料为 45 号钢，热处理为 32-35HRC。安装后必须确保承料圈中内形的底面与凸凹模顶面重合。4.4.6 模具固定板的设计本套模具的上下模均设置固定板，固定板用内六角螺钉和圆柱销分别于上下模座进行固定于定位。固定板的厚度均取 20mm，材料为 45 号钢，硬度为 38 .424.4.7 模架的选择设计本套模具选用中间导柱圆形的标准模架，按凹模直径 160mm 选取模架。本套模架的参数为：安装模具尺寸 =160mm，导柱孔距 S=215mm，模架宽度0=240mm，导柱尺寸为 28 ，导柱尺寸为 28 38 。上模座厚度3 150 100为 40mm，下模座厚度为 45mm。下模座