垫板冲压模具设计

1、泸州职业技术学院学生姓名 所在系部 年级 专业 指导教师机械电力工程系毕业设计报告题目：冲压模具设计秦红梅机械电力工程系063 模具 3 班模具设计与制造张化锦老师成绩2008 年 11 月 28 日指导教师评阅书指导教师评语：建议成绩 : 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位：（盖章） 年月日评阅教师评阅书评阅教师评语：建议成绩： 优 良（在所选等级前的内画“” 中 及格 不及格）评阅教师： （签名）单位：（盖章）年月日3教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评语：评定成绩： 优 良 中 及格不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或

2、答辩小组组长）：签名）年月日教学系意见：系主任：（签名）年月日4目录第一章 概论 31.1 模具工业的发展与现状 31.1.1 模具工业发展状况 31.1.2 模具工业未来前景 31.2 CAD 在模具设计中的应用 41.3 Pro/e 在模具设计中的应用 4第二章 工艺分析与模具结构形式设计 52.1 工艺分析 52.1.1 冲裁件的形状与尺寸要求 52.2 制定工艺方案 62.2.1 零件工艺要求 62.2.2 工序顺序的编排与工序组合 6第三章 工艺计算 73.1 毛坯展开计算 73.2 排样优化设计 73.2.1 搭边 73.2.2 排样方案设计 73.2.3 排样方案比较 83.2.

3、4 排样方案选择 93.3 冲压力的计算 93.3.1 冲裁力的计算 93.3.2 退料力、顶出力的计算 103.3.3 降低冲裁力的方法 103.4 计算压力中心 10第四章 冲压设备选择 134.1 典型冲压设备概述（曲柄压力机 ） 134.2 冲压设备选择原则 134.2.1 冲压设备类型的选择 134.2.2 冲压设备规格的确定件 134.3 选择冲压设备 14第五章 模具结构设计 155.1 模具总体结构设计 155.1.1 方案分析 155.2 模具闭合高度分析 155.2.1 闭合高度概述 155.2.2 估算模具闭合高度 15第六章 模具主要零部件设计 166.1 凸、凹模设计

4、 166.1.1 计算冲裁间隙 166.1.2 凸、凹模刃口尺寸计算 166.1.3 凸模结构设计 176.1.4 凹模结构设计 176.2 卸料装置设计 196.3 弹性元件的选择 196.3.1 橡胶的选择原则 196.3.2 卸料装置橡胶的选择 206.4 螺钉和销钉的选择 216.4.1 螺钉的选择 21共 30 页6.4.1 销钉的选择 216.5 定位方式设计 216.6 导向零件选择 216.6.1 分析 216.6.2 导柱、导套选择 226.7 支撑零件选择（上、下模座） 226.7.1 上、下模座选择原则 226.7.2 上、下模座的选择 226.8 模架的选择 22第七章

5、 模具总图绘制 247.1 绘制二维工程图 247.2 三维建模 24第八章 模具主要零部件制造工艺的编制 248.1 上模板 258.2 下模板 258.3 凸模 258.4 凹模 268.5 退料板 268.6 导柱 278.7 导套 28第九章 总结 29结束语 30致谢 31参考文献 32共 30 页第一章 概论1.1 模具工业的发展与现状1.1.1 模具工业发展状况据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，冲压模 具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着冲压工业的不断发 展，对冲压模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、

6、长寿命冲压模 具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿 命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份 额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、 PVC 冲压管材管接头模具 成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因 此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑 代金属使冲压模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五 ”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的冲压模需求很大；而电子及通讯 产品方面，除了彩电

7、等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是冲压 模具市场的增长点。1.1.2 模具工业未来前景模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制 造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造 成本。同时，快速经济模具的前景十分广阔。由于人们要求模具的生产周期越短越好，因 此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具；用环 氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单，精度 易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。还可用水泥冲压制作汽车覆盖件模具。中、 低熔点合金模具，

8、喷涂成型模具，电铸模，精铸模，层叠模，陶瓷吸塑模及光造型和使用 热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也 将日益发展。另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会 得到发展和提高。共 30 页1.2 CAD 在模具设计中的应用一般说来，模具零件的图形都是由直线、曲线等图象对象构成的。 AutoCAD 完全满足 模具制图过程中的各种制图要求。例如，利用 AutoCAD 可以方便地绘制点、直线、圆弧、 圆等基本图形对象，还可以对基本图形进行编辑，以构成复杂的模具图形。与传统的手工 绘图相比， AutoCAD 具有无法比拟的优点。1 . 减

9、少重复性工作 当图纸上有多个相同图形、或者所绘图形对称于某一轴线时，可利用复制、镜像、阵列 等功能快速地从已有图形得到其他部分。还可以方便的将已有零件图组装模具装配图，就 如实际装配模具零件一样，从而验证零件尺寸是否正确，以及是否会出现零件之间的干涉 问题。同样，利用 AutoCAD 的 复制等功能，可以方面的把模具装配图坼分成所需的模具 零件图。当设计系列产品时，可以根据已有图形，通过比例缩放功能派生出新的图形出来。2 . 便于建立图形库AutoCAD 可以将常用图形，如符合国家标准的轴承、螺栓、螺母和垫圈等分别建成图 形库，当需要绘制这些图形时，可以调用插入即可。3 . 易规范标准 国家机

10、械制图标准对机械制图的线型、线宽、尺寸标柱样式、文字样式等均有明确的 规定，利用 AutoCAD 相应的样式设置，可以相应的满足这些标准要求。4 . 便于图形的保存和打印AutoCAD 设计的图形，可直接通过绘图仪打印到硫酸纸，不再需要描图员描图，无论 绘制的图形有多大量，均可运用磁盘、光盘等储存介质进行保存，图纸保存质量高、寿命 长。基于上述优点，利用 AutoCAD 进行模具绘图时，能大大提高绘图效率，减轻设计工作 量。虽然用 AutoCAD 有很多优点，但也有不足之处，如绘制零号、一号图幅的图形时，由 于计算机屏幕的限制， 用户不能直观查看整个图形只能通过 AutoCAD 提供的鸟瞰试图

11、、 显 示缩放、移动等功能了解全图，这对没多少设计经验的用户来说，会影响设计中的直观判 断。1.3 Pro/e 在模具设计中的应用在这次设计过程中，采用 Pro/e 绘图的次数并不多，但是在绘制三维图时，全部采用 Pro/e ，在导 图时也采用了。共 30 页第二章 工艺分析与模具结构形式设计2.1 工艺分析2.1.1 冲裁件的形状与尺寸要求工件名称： 垫板工件简图： 如图 2.1.1 所示 生产批量： 10 万件(大批量) 材料 ： QS n6.5-0.1材料厚度 t ： 0.3mm冲裁件的尺寸要求：IT14 级确定工件的尺寸的公( 图 2.1.1 )零件图上所有没注公差的尺寸，属自由尺寸，

12、可按共 30 页 差，最小孔边距 2.1mm公差为 -0.11. 属 11 级精度。查公差表可得歌尺寸公差： 零件外形： 25-00.52 mm;零件内形： 40+0.3 mm; 1 0+0.25mm 孔心距： 5.5 0.3mm2.2 制定工艺方案2.2.1 零件工艺要求此工件只有冲孔和落料两个工序。材料为QSn 6.5-0.1 ，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构简单，有一个 4mm的椭圆孔和两个 1mm的孔孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为 2.1mm（椭圆与 1、两个 1的孔之间、及椭圆、 1 与外圆之间的厚度） 。工件的尺寸全部为自由公差， 可看着 IT14 级，尺

13、寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。2.2.2 工序顺序的编排与工序组合该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但是需要两道工序两副模具，成本要求高而且生产效率低，难以满足大批量 生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 2.1mm小于凸、凹模 许用的最小壁厚尺寸 3.2mm，模具强度较差，制造困难大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具 上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只要一副模具，

14、生产效率高，操作方便，工件精度 也能满足要求。通过对上述三种方案的比较分析，该件的冲压生产采用方案三为佳。共 30 页第三章 工艺计算3.1 毛坯展开计算毛坯长 L毛坯宽 B=( Lmax + 2a + C ) = 25+2 1.5+ 0.5 = 28.5mm式中： L 毛坯长度；B 毛坯宽度；D 条料宽度方向冲裁件最大尺寸；A 侧搭边值，见冲压模具设计与制造表 2.5.2 ；C 导料板与最宽 条料之间的间隙，其最小值见冲压模具设计与制造表2.5.5 。3.2 排样优化设计3.2.1 搭边此工件中的圆形或圆角 r 2t 。所以工件与侧面的距离 a取1.5mm，工件与工件之间取 a1为 1.2m

15、m。 式中： t 为材料厚度 ；3.2.2 排样方案设计排样方式最主要采用提高材料的利用率，降低成本及保证冲裁件及模具的使用寿命为前提。故方案 有废料的直排方式，如图 3.2.2 所示：共 30 页(图 3.2.2)方案二：有废料直对排：3.2.3 排样方案比较排样图方案一一个步距的材料利用率： = A/Bs 100 A = 220 - 2 -( R+0.6 4)=198.8mm工件的步距 s 为： B+ a = 12.2mm = A/Bs=198.8/28.5 12.2100=57.1 方案二的材料利用率： = A/Bs 100 s=B + a =26.2mm= 198.8 14 26. 1

16、0054.4 查板材标准选用 700mm 800mm的刚板，每张刚板可剪裁 25 张条料( 28mm 800mm)，每张条料可冲 1625 个工件，则 ：共 30 页 =nA1 LB 100=1625198.8 770800100%=52.4%故一张刚板的材料利用率为 25.4%式中：一个步距的材料利用率；B 工件宽度；A 一个步距内冲裁件的实际面积；B 条料宽度；s 步距 .根据选择的排样方式冲裁件的冲裁步骤：（ 1） 先冲两个 1 和椭圆（ 2） 对工件的外形状落料3.2.4 排样方案选择方案一的材料利用率比方案二的高，方案一在冲裁过程中工件飞的刚性、强度都相较方案二好。在满足材料利用率及

17、工件最后的刚性等条件下，排样方式选择方案一。3.3 冲压力的计算3.3.1 冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。 通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。工件的冲裁力为：F = KLt= 1.3b 68 0.3 300=7956(N)式中：F 冲裁力；L冲裁周边长度；t 材料厚度； b 材料抗剪强度；K系数（一般取值 1.3 ）共 30 页3.3.2退料力、顶出力的计算退料力顶出力包括卸料力、推件力和顶件力 卸料力：从凸模上卸下卡住的料所需要的力 ； 推件力：将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力； 顶件力：逆冲裁方向将料从凹模内顶出

18、所需要的力。卸料力的计算： Fx=KxF=0.05 7956=397.8(N)推件力的计算 : Ft=nKt Fn =h/t =3/0.3 =10Ft = 10 0.063 7956=5014.3(N)顶出力的计算 : Fd=Kd F=0.08 7956= 636.5(N)式中 : F 冲裁力 ;Kx 、Kt 、Kd 卸料力、推件力、顶件力系数 ,见冲压模具设计与制造 表 2.6.1;n 同时卡在凹模内的冲裁件 ( 或废料 )数 ;n = h/th 凹模洞口的直刃壁高度 ;t 板料厚度。3.3.3 降低冲裁力的方法为了实现小设备冲裁大工件 , 或使冲裁过程平稳以减少压力机振动 , 常采用以下方

19、法降低冲裁力。1. 阶梯凸模冲裁在多凸摸的冲模中 ,将凸模设计成不同的长度 ,使工件端面呈阶梯式布置 ,这样 ,各凸模冲裁力的最 大峰值不同时出现 , 从而达到降低冲裁力的目的。2. 斜刃冲裁用平刃口冲裁模具时 ,沿刃口整个周边同时冲切材料 ,故冲裁力很大。若将凸模 (或凹模 )刃口平面作 成与其轴线倾斜一个角度的斜刃 , 则冲裁时刃口就不是全部同时切入 , 而是逐步地将材料切离 , 这样就相 当于把冲裁件整个周边长分成若干小段进行剪切分离 , 因而能明显降低冲裁力。3. 加热冲裁 ( 红冲 )3.4 计算压力中心模具的压力中心就冲压合力的作用点。确定模具的压力中心(1) 按比例画出图形的轮廓

20、，如图 3.4.1共 30 页第 10 页图 3.4.12）任意位子画出坐标轴 X、Y，如图 3.4.1 所示。3）将组成图形的轮廓划分为若干简单的线段求出各线段长L1、L2 、L3LnL1= R1=3.14 4.1 = 12.9mmL2=1/4 R2 =1/4 3.14 4 3.14mmL3 8.46mmL4= 1/2 D=1/2 3.14 1117.3mmL5=15.4mm4) 确定各段的重心位置 X1、X2、 X 3 和 Y1、 Y2、 Y3。1 (6,6.9) ; L 2 (12.94,4) ; L3 (13.7,0) ; L 4 (21.4,5.5) ; L5 (17.17,11)（

21、5） 按冲压模具与设计公式（ 2.6.12 ）、（2.6.13 ）算出压力中心坐标（ X0、 Y0） 。X 0=L1X1+L2X2+L3X3+L4X4+L5X5 L1+L2+L3+L4+L5=77.4+40.6+115.9+370.22+264.4 12.9+3.14+8.46+17.3+15.4 =14.08Y 0=L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4+L5Y5 L1+L2+L3+L4+L5 =89+12.56+0+95.15+169.4 57.2=6.4零件的压力中心即所求的中心如图 3.4.2 所示：共 30 页第 11 页共 30 页第 12 页第四章 冲压设备选4.1 典型冲压设备

22、概述(曲柄压力机 )曲柄压力机的工作原理：利用曲柄连杆机构进行工作，电动机通过带轮及齿轮带动曲轴运动，经连 杆使滑块作直线往复运动。曲柄压力机分为偏心压力机和曲轴压力机，二者区别主要在主轴，前者主轴 是偏心轴，后者主轴是曲轴。偏心压力机一般是开式压力机，而曲轴压力机有开式和闭式之分。曲柄压力机的特点有：生产率高，适合与各种冲压加工。4.2 冲压设备选择原则4.2.1 冲压设备类型的选择1) 中小型冲压件 选择开式机械压力机2) 大中型冲压件 选择双柱闭式机械压力机3) 导板模或要求导套不离开导柱的模具 选择偏心压力机4) 大量生产的冲压件 选择高速压力机或多工位自动压力机4.2.2 冲压设备规

23、格的确定压力机的选用原则 ：1) 公称压力 公称压力的大小，表示压力机本身能够承受的冲击大小。2) 滑块行程长度 是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。3) 行程次数 行程次数即指滑块每分钟冲击次数。4) 工作台面尺寸5) 滑块模柄孔6) 闭合高度7) 电动机功率的选择共 30 页第 13 页4.3 选择冲压设备对于曲柄压力机来说，必须满足以下要求：（ 1）压力机的标称压力必须大于冲压的工艺力的总和FZ。即 F Z F。更确切地说，应该是冲压过程的负荷曲线必须在压力机的许用负荷曲线之下。 该工件采用刚性卸料： F=F+FT=7956+5014.3（N）=12970.3（N）即

24、：FZ 1297.0（ N）12.97（KN）（2）压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求。（3）压力机的行程要满足工件成形的要求。（4）压力机的台面尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置。一般每边应大 出 50 70mm以上。压力机台面上的漏料孔尺寸必须大于大件（或废料）的尺寸。鉴于该工件属小型大批量生产， 在保证费用地等情况下，选择开式机械压力机。根据工件的冲压 总工艺力选择：J23 - 3.15 开式可倾压力机 （3.15表示公称压力为 31.5KN ）压力机的技术参数为：滑块公称压力 P0： 31.5KN滑块行程 S： 25mm行程次数（快速）： 200 次/s连

25、杆调节量： 25mm最大闭合高度： 120mm最大装模高度： 100mm工作台尺寸（前后左右）： 100mm 90mm模柄孔尺寸： 25mm 40mm最大倾斜角度： 450垫板尺寸（厚度孔径）： 25mm 50mm共 30 页第 14 页第五章 模具结构设计5.1 模具总体结构设计5.1.1 方案分析由冲压工艺分析得知，冲裁该工件选择级进模，所以该模具类型为级进模。5.2 模具闭合高度分析5.2.1 闭合高度概述模具的闭合高度是指冲裁模在最低工作位置时，上模座板上平面至下模座下平面之间的距离。5.2.2 估算模具闭合高度模具的闭合高度与压力机装模高度的关系：Hmax - M - H1 H Hm

26、ax - H 1实际上使用：Hmin -H 1 + 10mm H Hmax - H 1 - 5mm 式中： H 模具闭合高度；Hmin 压力机的最小闭合高度；Hmax 压力机的最大闭合高度；H1 垫板厚度；M 连杆调节量；Hmin - H 1压力机的最小装模高度； Hmax - H 1压力机的最大装模高度。根据所选的压力机可知：共 30 页第 15 页Hmin = 120mm装模高度调节量为 25mmHmax = 145mm估算模具闭合高度：100 - 25 + 10 H 120 - 25 -5即 85 H 90估取模具闭合高度为： 88mm第六章 模具主要零部件设计6.1 凸、凹模设计6.1

27、.1 计算冲裁间隙根据冲裁件的要求 , 对于尺寸精度和表面质量要求不高的零件，在满足冲裁件的要求的前提下，以 降低冲裁力、提高模具寿命的目的下，根据冲压模具设计与制造表 2.3.3 得双面冲裁间隙值： Zmin = 0.021; Zmax = 0.0276.1.2 凸、凹模刃口尺寸计算 落料设工件的尺寸为 D-0，根据计算原则，落料时以凹模为设计基础。首先确定凹模尺寸，使凹模的基 本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；将凹模尺寸减去最小合力间隙值即得到凸模。+TD A = (D A -Zmin) 0DT = (Dmax Zmin) 0-T11R A = ( 11 - 0.052 )0+T =

28、10.95+0.0.020R T = ( 11= 10.89- 0.50- 0.0200.14 -0.052 )0-T+0.02 +0.02 8.2 R A = ( 8.2 - 0.052 ) 0 = 8.15 00R T = ( 8.2 - 0.50.14 -0.052 ) 0-T= 8.08 - 0.02 设冲孔尺寸为 d0+，根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸，使凸模的基本 尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸；将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得到凹模尺寸。共 30 页第 16 页0d T = ( d min + x ) -TdA = ( d T + Zmin )0+A

29、= ( dmin + x + Zmin ) 0+A 1 R TRA= ( 1 += ( 1 + 0.5 0.14 ) - 0.02 = 1.07 - 0.020.5 0.14+0.021 )0+0.021 = 1.09+0.0204 R T = ( 4 + 0.50.14 ) - 0.02 =4.07 - 0.02RA= (4 + 0.5 0.14+0.03 )0+0.02 = 4.10 0+0.02 孔心距属于磨损厚基本不变的尺寸。在痛一工步中，在工件上冲出孔距为 凹模型孔中心距 Ld 可按下式计算：L 2 两个孔时，其L d = L 1/8两个 1 5.5 Ld = 5.5 1/8 0.1

30、4 = 5.5 0.018上述式中： DA 、 DT 落料凸、凹模尺寸； dT 、dA 冲孔凸、凹模尺寸；Dmax落料件的最大极限尺寸；d min 冲孔件孔的最小极限尺寸；L、Ld 工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸； 工件制造公差，查表值 0.14 ；Zmin最小合理间隙；X磨损系数，取 0.5 ，按 IT8 级制造；T、A 凸 、凹模的制造公差， 可按 IT6IT7 级选取， 查冲压模具设计 与 制造表 2.4.1 得。6.1.3 凸模结构设计1 的两个孔的凸模采用加全程保护与向导如图6.1.3 所示 4 的椭圆选择圆形凸模 . 采用固定卸料板卸料及导料板时，凸模按下式计算：L = h1 +

31、 h 2 + h 3 + h导料板 h1 = 6mm ，卸料板厚 h2 =12mm , 凸模固定板厚 =12mm , 凸模修模量 h = 15mm. 则：L = 6 + 12 + 12 + 15 = 45mm注：凸模固定板厚度是凹模厚度的0.6 0.8 倍取得，凸模修模量包括凸模的修模量、凸模进入凹模的深度( 0.5 1mm)、凸模固定板与卸料板的安全距离等，一般取10 20mm。6.1.4 凹模结构设计凹模的采用圆形凹模，使用螺钉固定。共 30 页第 17 页图 6.1.4凹模厚度H = (0.1-3P)-3 P 取 10.9mm12 971 N凹模的长度L = b + 2c= 25 + 2

32、= 77mm 凹模的宽度B =26步距 + 工件宽+ 2c26式中：PLB= 12.2 + 11 + 2= 75.2mm步距 = 12.2mm ,H 凹模厚度； 总冲裁力； 凹模的长度； 凹模的宽度；b 冲裁件长度；c 凹模壁厚 26 ；根据 GB/T 8057 95，确定凹模外形尺寸为工件宽 = 11mm见模具设计与制造实训表 6-21008020。凹模的刃口形式，如又图所示共 30 页第 18 页刃口高度 H = 3 （冲压模具设计与制造表 2.9.4 所示）6.2 卸料装置设计卸料装置分为固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀三种。质量要求高而且板料较薄的宜选用弹 性卸料装置。此工件选用弹

33、性卸料装置。图 6.2.1卸料板1 弹性元件（橡胶）； 2 卸料板厚经验值取 = 12 mm, 外形尺寸与凹模一致。6.3 弹性元件的选择弹性元件主要包括弹簧和橡胶，主要为弹性卸料提供作用力和行程。在此工件中，选用橡胶作为弹 性元件 。6.3.1 橡胶的选择原则橡胶的允许承受的负荷较大，安装调整灵活方便，是冲裁模中常用的弹性元件。 橡胶的选择原则： 为保证橡胶正常工作，所选橡胶应满足预压力要求：F 0 式中： F 0 橡胶在预压缩状态下的压力（ N）；F X 卸料力。 为保证橡胶不过早失效， 其允许最大压缩量不应超过其自由高度的45%。一般取：H2 = （0.35 0.45 ）H0共 30 页

34、第 19 页式中： H2 橡胶允许的总压缩量； H 0 橡胶的自由高度。橡胶预压缩量一般取自由高度的 10% 15%。H0 = （0.10 0.15 ）H0式中 H0 为橡胶预压缩量（ mm）。故H1 = H2 - H0 = （0.25 0.35 ）H0即 H1 = H + H式中： H 卸料板的工作行程， H= t+1 ，t 为板料厚度； H 凸模刃口修模量。 橡胶高度与直径之比按下式校核：0.5 H0/D 1.5式中： D 橡胶外经（ mm）。6.3.2 卸料装置橡胶的选择 根据工艺性质核模具结构确定橡胶性能、形状为长方体和数量1。冲裁卸料选用较硬橡胶。 根据卸料力求橡胶横截面尺寸F xy

35、 = AP 所以，橡胶的横截面积为A = Fxy / P式中： Fxy 橡胶所产生的压力，设计时取大于或等于卸料力（即F0） ；P 橡胶所产生的单位面积压力，与压缩有关，其值可按冲压模具设计 与制造图 2.9.35 确定，设计时预压力下的单位力；A 橡胶横截面积。橡胶允许的总压缩量 : H2 = （0.35 0.45 ） H0 H1 = H2 - H0 = （0.25 0.35 ） H0 H1 = H + HH = t+1 = 0.3 + 1 = 1.3mmH = 3 mm （ 根据冲压模具设计与制造表 2.9.4 取得） 故 H1 = 1.3+3 = 4.3 mmH 0 = 4.3/ （0.

36、25 0.35 ）= 14 mmH2 = （0.35 0.45 ） H0 = （0.35 0.45 ） 15 =6mm 橡胶的预压缩量： H0 = （0.10 0.15 ）H0 = 2 mm橡胶的横截面积为2A = Fxy / P = 400 / 20 = 20 mm 求橡胶高度尺寸H0 = H1 / （ 0.25 0.35 ）= 4.3/（0.25 0.35 ）= 14 mm 校核橡胶高度与直径之比：0.5 H 0/D 1.5H 0/D = 14 / 10 =1.4 结果表示橡胶高度尺寸符合要求 .共 30 页第 20 页6.4 螺钉和销钉的选择6.4.1 螺钉的选择螺钉和销钉都是标准件，螺

37、钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉。选择规定参考冲压 模具设计与制造表 2.9.14 。本套模具的凹模厚度为 10.9mm，所以选择 M4、M5 号螺钉 。6.4.1 销钉的选择销钉起固定作用，常用圆柱销钉6.5 定位方式设计定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。具有卸料板的级进模，常采用导料板 送进导向的模具。选择与卸料板分开式的导料板。导料板厚度4mm。对于条料的公差较大，为避免条料在导料板中偏摆，使最小搭边值得到保证，应在送料方向装侧压装置，对于只有0.3mm的板料，在实际生产中应选用双侧刃。导料板厚4mm，外形尺寸与凹模平齐。导料板与条料之间的间隙取1mm。6.6

38、导向零件选择6.6.1 分析导向零件是用来保证上模相对与下模的正确运动。对生产批量较大的、零件公差要求较高、寿命要 求较长的模具，一般都要采用导向装置。模具中运用最广的是导柱和导套。导柱和导套一般采用过盈配合 H7/H6，分别压入下模座和上模座的安装孔中。共 30 页第 21 页6.6.2 导柱、导套选择导柱选用标准型，导套选用标准导套。其应符合图 6.6.2 所示： 采用对角导柱的导向方式。根据凹模周界尺寸为依据选择导柱尺寸为 d/mm L/mm : 20110；导套尺寸为 d/mm L/mm D/mm： 207028图 6.6.26.7 支撑零件选择（上、下模座）6.7.1 上、下模座选择

39、原则模座分为上、下模座，起形状相似。 在选择原则上一般遵循：（ 1） 尽量选择标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。（ 2） 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，并进行必要的校核。（3） 模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4 级。（ 4） 上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在0.02mm一下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平行面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为 4 级 （5） 模座的上、下表面粗糙度 Ra值为 1.6 0.8 m,在保证平行度的前提下， 可允许 Ra值降低

40、为 3.2 1.6 m。6.7.2上、下模座的选择上模板尺寸： 100 8030下模板尺寸： 100 80406.8 模架的选择该模架采用的是由上模座、下模座、导柱、导套组成的滑动对角导柱模架，该模架的特点在于导向 装置安装在模具的对称线上，滑动平稳，导向准确可靠。上模座厚度取 30mm、下模座厚度取 40mm、上模垫板取 8mm、凸模固定板厚为 12mm，所以该模具的 闭合高度为：共 30 页第 22 页H 闭= H 上+ H 垫+ H + L + H 下- h 2=30 + 8 + 20 + 45 + 40 - 1 = 142mm可见该模具的闭合高度小于压力机 J23-25 的最大装模高度

41、（ 145mm），可以使用。共 30 页第 23 页第七章 模具总图绘制7.1 绘制二维工程图见后面附图7.2 三维建模见后面附图第八章 模具主要零部件制造工艺的编制共 30 页第 24 页8.1 上模板上模座板的加工工艺过程材料： HT200序号工序名称工序内容1备料按 GB/T2855.5-90 选择 10080 的模架。2钳工划线：螺钉孔中心线 ，销钉孔中心线，模柄孔中心线及轮廓线钻孔：钻螺钉过孔及锪背面沉孔至要求。3平磨与模柄配平模柄孔 25 及台阶到要求。4钳工与模柄配转止销孔到要求。5钳工总装配 用透光层保证凸模固定板上凸模下模中的凹模对中后，上模 座凸模固定板配作销钉。用垫板层凹

42、模与下模上的凸模对中后，上模座与凹模板配作销钉。6钳工总装配。8.2 下模板下模座板的加工工艺过程材料： HT200序号工序名称工序内容1备料按 GB/T2855.5-90 选择 100 80 的模架。2钳工划线 ：紧固螺钉过中心线，卸料螺钉过中心线，落废料孔过中心线， 凸模螺钉过孔中心线。钻孔 ：钻上述所述孔到要求，锪孔背面沉孔到要求。3钳工钻凸模配作销钉孔。4钳工总装配。8.3 凸模冲孔 1 和椭圆 4 的加工工艺过程相似。下面以 1 做例冲孔凸模的加工工艺过程材料： T10A 硬度： 5660HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火出力） 550mm2热处理退火，硬度达 180 200

43、HB共 30 页第 25 页3车车一端面，打顶尖孔，车外圆至 3mm，调头车另一端， 长度达 48mm， 打顶尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸到要求尺寸为止。4检验检验。5热处理淬火，硬度到 5060HRC。6磨削磨削外圆尺寸 10-0.25 至要求。7线切割切除工件端面顶尖孔，尺寸长度达 450+0.52。8磨削磨削端面至 Ra0.8 m9检验检验。10钳工装配（钳修及装配，保证） 。8.4 凹模凹模的加工工艺过程材料： Gr12硬度： 6064HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火状态）：105mm85mm23mm2粗铣铣六面到尺寸： 100.4mm80.4mm 21mm，注意：两大平面与两

44、相邻侧 面用标准角尺测量达基本垂直。3平面磨磨 光 两 大 平 面 达 20.6mm， 磨 两 相 邻 侧 面 达 垂 直 度 ， 垂 直 度 达 0.02mm/100mm。4钳工划线：画出各孔径中心线并画出凹模洞口轮廓尺寸；钻孔：钻螺纹底孔，销钉底孔及凹模洞口穿线孔；铰孔：铰销钉孔到要求；攻丝：攻螺纹丝到要求。5热处理淬火 使硬度达 6064HRC。6平面磨磨光两大平面，使厚度达 20.3mm。7线切割割凹模洞口，并留 0.01mm0.02mm。8钳工研磨凹模空口内侧面达 0.8 m9钳工垫片层保护凹模与凸模间隙的均匀后，凹模与上模座配作销钉。10平面磨磨凹模板上平面厚度达到要求。11钳工总

45、装配。8.5 退料板卸料板的加工工艺过程材料： 45硬度： 2428HRC共 30 页第 26 页序号工序名称工序内容1备料气割下料 105mm85mm 15mm。2热处理调质处理 硬度 2428HRC。3粗铣铣六面到 100.5mm 80.5mm12.8mm，并使两大平面与相邻两侧面基本 垂直。4平磨磨平两大平面， 厚度达 12.4mm，并磨两相邻侧面使四面垂直， 垂直度达 0.02mm/100mm。5钳工划线：螺纹孔中心线，定位钉孔中心线及中间型孔轮廓线；钻孔：螺纹底孔，定位钉底孔型穿线孔；铰丝，攻丝：铰定位钉底孔到要求，螺纹孔攻丝到要求。6线切割割型孔到要求。7钳工型孔与凸模装配； 定位

46、钉与定位钉装配； 螺纹孔与螺钉装配。8平磨磨厚度到要求。9钳工总装配。8.6 导柱共 30 页第 27 页导柱的加工工艺过程材料： 20 硬度： 5862HRC序号工序名称工序内容1备料锻件（退火出力） 24 115mm2热处理退火，硬度达 180 200HB3车车一端面， 打顶尖孔，车外圆至 22mm，调头车另一端， 长度达 113mm， 打顶尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸到要求尺寸为止。4检验检验。5热处理淬火，硬度到 5862HRC。6磨削磨削外圆尺寸 200-0.52 至要求。7线切割切除工件端面顶尖孔，尺寸长度达 1100+0.52 。8磨削磨削端面至 Ra0.8 m9检验检验。10钳工

47、装配（钳修及装配，保证） 。8.7 导套共 30 页第 28 页导套的加工工艺过程材料： 20 硬度： 5862HRC序号工序名称工序内容1备料下料： 23mm 75mm 32mm2热处理退火，硬度达 180 200HB3车车一端面，打顶尖孔，车外圆至 28.5mm，调头车另一端，长度达 71mm， 打顶尖孔。双顶尖顶，车外圆尺寸到要求尺寸为止。 钻孔：钻内侧孔达 20.00mm4检验检验。5热处理淬火，硬度到 5862HRC。6磨削磨削外圆尺寸 280-0.52 至要求。7线切割切除工件端面，尺寸长度达 700+0.52 。磨削磨削端面至 Ra0.8 m检验检验。钳工装配（钳修及装配，保证） 。第九章 总结在这次毕业设计过程中，我了解到生产合格的冲压产品必须有精密的模具、合理的冲压成形工艺和 高效的冲压设备。冲模在实现冲压加工中是必不可少的工艺装备。若没有符合要求的冲模，就不能生产 出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成形工艺就无法实现。因此在冲压生产过程中先进的冲 压模具是十分重要的。冲压模具的设计是精密的设计，不仅要经过严密的设计和精密的计算而且要应用到 CAD 等绘图软 件。经过查阅大量的资料、严密的设计及精密的计算完成了本次毕业设计。本次设计设计中不但应用了 课本知识和大量的课外知识， 而且应用了 CAD 、Proe/E 等学习软件。 本次设计的冲压模具经过检