机芯自停连杆冲压模具设计

1、福建农林大学福建农林大学毕业设计题目机芯自停连杆的冲压模具设计系别机电系专业模具设计与制造班级姓名学号指导教师日期福建农林大学设计任务书设计题目：机芯自停连杆的冲压模具设计设计要求：1. 自停连杆工艺性分析及冲裁方案的确定；2. 有关计算及模具设计；3. 模具制造工艺编制与装配。设计进度：第一周 : 收集资料第二周 : 主要设计计算 第三周：结构设计 第四周：模具的整体设计 第五周：撰写论文 第六周：校核、修改、提交论文 第七周：论文答辩指导教师（签名）：福建农林0 大学摘要我本次设计的零件为录音机机芯自停连杆。此工件采用的材料钢 10 及厚度 0.8mm保 证了足够的强度和刚度 ,该零件外形

2、复杂，工序烦琐 ,故设计成级进模进行冲裁，在冲裁中 对小凸模进行保护。合理排样、减小废料。材料为优质碳素钢 ,采用冲压加工经济性良好。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。首先对零件进行了工艺性分析，然后选级进模作为该副模具的工艺生产方案，经过计 算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结 构设计，。完成一系列的计算后，画出总装图、凸凹模配合图等设计模具必备的图纸。完 成模具设计的大部分程序。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因 素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模 具

3、，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。 残骛楼諍 锩瀨濟溆塹籟。关键词： 模具 , 落料 , 冲孔 , 弯曲 , 设计福建农林1 大学目录摘 要. 0 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1 冲压工艺分析 . 2 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.1 工件分析 2 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.2 材料. 3 厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.3 结构形状 3 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.4 尺寸精度 3 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2 模具的技术要求及材料选用 . 4 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.1 模具的技术要求 4 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.2 模具材料的选用及要求 . 4 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3

4、 确定工艺方案及模具形式 . 6 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。4 模具结构设计 . 7 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。5 冲裁的工艺计算 . 8 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。5.1 排样设计与计算 8 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。5.2 计算冲压力 10 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。5.3 计算压力中心 . 13 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。5.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差 . 13 綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。6 主要零部件设计 . 20 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。6.1 浮料装置 . 20 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。6.2 导正销 . 20 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。6.3 冲裁凸模、凹模. 21 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。6.4

5、小凸包 . 24 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。6.5 弯曲凸模、凹模. 24 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。7 模具闭合高度的计算. 25 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。8 模具总装图 . 26 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。9 压力设备的选定 . 28 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。致 谢. 30 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。参考文献 . 31 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。福建农林2 大学1 冲压工艺分析1.1 工件分析工件名称：机芯自停连杆 生产批量：大批大量 材料：钢 10，厚 0.8mm 工件简图：如图 1.1 所示图 1.1 零件图福建农林3 大学1.2 材料冲压工艺对材料的基本要求主要是：（1）对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变

6、形和制件质量的提高， 材料应具有良 好的冲压成形性能。 ?而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关， 通常要求材料应具有： 良好的塑性，屈强比小， ?弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。 阌擻輳嬪諫 迁择楨秘騖。（2）对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。 因为一定的模具 间隙适用于一定厚度的材料， ?材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导 致模具和冲床的损坏。 对表面质量的要求材料的表面应光洁平整， 无分层和机械性质的 损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。 ?表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤 模具，工件表面质量好 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。（3）常用

7、冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大， ?一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。?带料（又称卷料）有各种规格的宽度， 展开长度可达几千米， 适用于大批量生产的自动送 料，?材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的 冲压。 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。总上所述，冲压材料我选择钢 10 作为冲压件的材料。钢 10 为优质碳素钢，碳的质量分数很低，塑性好，有较好的冲压、弯曲性能由冲 压模具设计与制造表 1.3.6 取抗剪强度400 MPa ，抗拉强度 b 240MPa ，屈服点s 240 MPa ， 断面收缩率

8、 =60 0 0怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。1.3 结构形状该工件结构复杂，所要冲裁的孔直径仅 2.8mm，包括三处朝向不同方向的弯曲和三个加工 难度高的小凸包。1.4 尺寸精度该工件未表注公差的尺寸，根据工件的使用性能，可按 IT6 级制造。福建农林4 大学2 模具的技术要求及材料选用2.1 模具的技术要求利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、 性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条 件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的 选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表

9、面质量要求。 谚辞調担鈧谄 动禪泻類。2.2 模具材料的选用及要求2.2.1 冷冲模材料应具有的性能冷冲模包括冲裁模、弯曲模、 拉深模、 成形模和冷挤压模等。 冷冲模在工作中承受冲 击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和 软化等形成的失效。 因此， 作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。 嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。（1）应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。 其中硬度是模具注意重要的抗力指标， 高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。 工作零件 热处理后的硬度在 60HRC 强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。 熒绐譏钲

10、鏌觶 鷹緇機库。（2）应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、 抗弯强度 断 裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性， 也是作为防止断裂的一个重要依据。 其 基体中碳含量越高冲击韧性越高。 故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受 偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性 鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。（3）应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提 高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢 的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等 纣忧蔣氳頑 莶驅藥悯骛。（4

11、）应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬 透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等， 以方便模具的加工， 易于成形及防止 热处理后变形等。 颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。2.2.2 材料的选择原则1）要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料： 要选择满足模具零件工作要求福建农林5 大学的最佳综合性能的材料（2）要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：1）为防模具开裂，要选用韧性好的材料2）为防磨损，应选用合金元素高的材料3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢5）为防热处理变形，对于

12、形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料.（ 3）要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用 : 对于需冲压数量较多模具， 一般采用优质合金钢， 而数量少的则采用碳素钢， 以降低成本。（4）要根据冲模零件的作用选择： 凸、凹模具应选用优质的钢材制作， 对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金 属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。（5）要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作， 而对于比较简单， 形状、精 度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。 銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。综上所述，此模具采用合金工具钢

13、Cr12M OV 为模具材料。该合金钢具有较好的耐磨 性，较好的淬火不变形性，较好的红硬性，较小的脱碳敏感性，较深的淬硬深度，但它的 切削加工性较差， 耐冲击性也较差。 基本能满足此模具的冲裁。 此模具的弯曲部分也采用 这种材料。凸模的热处理硬度为 5862HRC，凹模的热处理硬度为 6264HRC。挤貼綬电麥结 鈺贖哓类。福建农林6 大学3 确定工艺方案及模具形式此工件的工序包括冲孔，落料、弯曲三步，参考下表选择模具如下表 3.1 所示表 3.1 三种模具特点比较模具种类比较项目单工序模复合模连续模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度

14、较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好此工件是录音机机芯中的零件。工件形状较复杂，要求精度较高。有a、b、c 三处弯曲，工件上还有 3 个小凸包。主要工序有冲孔、冲裁、成形、弯曲。若采用单工序模， 如果采用单工序模生产则需要三副模具生产成本高， 加工效率低，需要的工人数量多， 工 厂占地面积大不符合零件的加工要求。 况且该工件工序很多， 工件小，手工操作，定位难 以达到精度，质量难以保证，且生产效率低。 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。又因工件最窄处的尺寸仅 1mm，不能满足复合模中凸凹模的最小壁厚

15、8.5mm 的要求， 所以此工件不宜采用复合模的要求；又分析工件属于定型产品中的零件，批量生产。 塤礙 籟馐决穩賽釙冊庫。故综合考虑此工件模具采用浮顶器导向， 导正销定位， 卸料板卸料自然漏料的多工位 级进制造。福建农林7 大学4 模具结构设计板料采用自动送料装置送进， 用导正销进行精确定位， 在第一工位冲出导正销孔后， 第二至第五工位均设置导正销导正， 从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定性。 模具装 配图如图 6 所示。 裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。板料依靠在模具两端设置的局部导尺导向， 中间部位采用导向槽浮顶器导向。 由于工 件有弯曲工序， 每次冲压后板料需抬起， 导向槽浮顶器具有导向和浮顶的

16、双重作用。 如图 6 俯视图所示，在上侧装有 5 个，在第三工位， E 区已被切除，边缘无板料，因此在下侧 只能装 3个导向槽浮顶器。 在第四、五工位的下侧是具有弯曲工序的部位， 为了使板料在 冲压过程中能可靠的浮起， 在图示部位设置了弹性浮顶器。 为了防止浮顶器钩住带料上的 孔而引起送料不畅， 保证送料稳定，共设置 3 个弹性浮顶器，模具采用滑动对角导柱模架。 上模部分由卸尺、凸模固定板、垫板和各个凸模组成。 为了保护细小凸模， 装有 4个 16mm 的小导柱，导柱由凸模固定板固定， 与卸料板、凹模板成动配合，其双面配合间隙不大于 0.025mm，这样可以提高模具的精度与刚度。 仓嫗盤紲嘱珑

17、詁鍬齊驁。模具下模部分由凹模和垫板及导尺、弹顶器等组成，凹模采用整体凹模结构。福建农林8 大学5 冲裁的工艺计算5.1 排样设计与计算5.1.1 选择排样方法 设计级进模时，首先要考虑条料的排样图。本工件的形状是两头小中间大，直接排 样时材料利用率低， 应采用斜队排样示的排样方法， 设计成隔位冲压， 可显著地减少废料， 常用的排样方法有三种： 绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。（1）. 有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭 边，此种排样的缺点是材料利用率低， 但有了搭边就能保证冲裁件的质量， 模具寿命也高； 骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。（2）. 少废料排样：指模具只沿着工件部分外

18、形轮廓冲裁，只有局部搭边的在；（3）. 无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在， 模具 刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。 瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。少废料、 无废料排样的缺点是工件质量差， 模具寿命不高， 但这两种排样可以节省材 料，还具有简化模具结构、 降低冲裁力和提高生产率等优点。 并且工件须具有一定的形状 才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、 直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。 鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。根据本零件的特点，适合采用有废料直排的方式 , 这样不仅使冲出的零件达到要求， 有可以尽可能大的提高材料的利用率。 栉缏歐

19、锄棗鈕种鵑瑶锬。5.1.2 确定搭边值查表 5.1 得最小搭边值： a=1.0mm a1=1.2mm表 5.1 最小搭边值表条料厚度 t/mm搭边值 /mm圆形工件矩形件50aa1aa1aa 1-0.251.21.01.51.21.8-2.61.5-2.50.25-0.51.00.81.21.01.5-2.51.2-2.20.5-1.00.81.01.01.21.8-2.61.5-2.51.0-1.51.31.21.51.22.2-3.21.8-2.88福建农林9 大学1.5-2.01.51.31.81.52.4-3.42.0 3.0本模具采用无侧压装置，条料与导料板间间隙最小值为 1mm。5

20、.1.3 计算送料步距与条料宽度条料宽度 B：B Dmax 2a Z其中 D 垂直送料方向上零件尺寸Z 条料与条料板间间隙条料宽度公差值有公式得：B 15.5 2 1.5 0.5 mm=19mm冲压材料使用钢带卷料， 材料厚度 0.8mm。采用自动送料器送料如该工件采用的排样方式 如图 2 所示，共有 6 个工位。 辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。第一工位：冲导正销孔；冲 2.8mm圆孔；冲 K 区 1mm 5mm的窄长孔；冲 T 区 的 T 形孔。第二工位：冲工件右侧 M区外形；连同下一工位冲裁 E 区的外形第三工位：冲工件左侧 N 区外形第四工位：工件 A部分向上 5mm弯曲，冲 4 个小凸包。第五

21、工位：工件 B 部分向下 4.8mm弯曲。第六工位：工件 C部分向下 7.7mm弯曲； F 区连体冲裁，废料从孔中漏出，工件 脱离载体，从模具左侧滑出。工件的外形是分 5 次冲裁完成的。 若把工件分为头部、 尾部和中部， 尾部的冲裁 是分左、右两次进行的， 如果一次冲出尾部外形， 凹模中间部位将处于悬臂状态，容易损 坏；工件头部的冲裁是分两次完成的， 第一次是头部位的 T 形槽，第二次是 E区的连体冲 裁，如果和 E区的冲裁合并，其凹模的强度不好； 工件中部的冲裁兼有工件切断分离的作 用。 峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。5.1.4 画排样图如下图 5.1 所示福建农1林0 大学图 5.1 排样图5.2

22、 计算冲压力5.2.1 冲裁力模具共有 8 个冲裁区，冲裁力由下式计算，F 1.25 tL各冲裁区只是冲裁线的长度不同，材料剪切强度极限400MPa ，板料厚度 t=0.8mm，用上式可分别计算出各冲裁区的冲裁线长度和冲裁力，见下表 5.2 ：詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。表 5.2 冲裁力计算表部位L mmFN2 个导正钉孔 3.2mm2080002.8mm 孔8.83520K 区 1mm 5mm槽124800M区冲裁2610400N区冲裁24960010福建农1林1 大学连体外形 E 区11646400连体外形 F 区11947600T 区、 T 形孔124800总计1351205.2.3 弯曲力

23、三个部位的弯曲均属于自由弯曲，弯曲力用下式计算，式中安全因数K=1.3，圆角半径 r=0.1t=0.08mm ，屈服极限 b 240MPa ，式中只有板料宽度 b 不同， a、b、c 三个部位 的宽度分别是 1.5mm，3mm，5mm， 则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。0.6Kbt 2 bF rt由上式可计算出 a、 b、 c 三个部位的弯曲力，分别为 204N、408N、680N，弯曲力总和为1292N。胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。5.2.4 冲凸包力由下式计算，F Lt sK式中 L是凸包的周长，因数 K取1.3 ，所计算出的 F是沿周长将板料冲达屈服点所需的力。 本模具的凸包很小， 取 s =240Mp

24、a，由上式计算出单个凸包冲压力为 784N，则 3 个凸包总 压力为 2352N。鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。以上三项冲压力的总合为：125808N+1292N+2352N=129452N 130KN5.2.5 卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力、推件力和顶件力是有压力机和模具卸料力装置或顶件力装置传递的。在选择 设备的公称压力时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、 材料厚度、模具洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确的 计算这些力是困难的，此模具根据生产中常用经验公式计算如下： 稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。 卸料力Fx K xF0.04 13512054

25、04.N811福建农1林2 大学推件力FT nKT F3 0.05 135120222948N顶件力FD KD F0.06 1351208107.2N式中： F 冲裁力KX、 KT、KD 卸料力、推件力、顶件力，其系数见下表 5.3n 同时卡在凹模内的冲件数（或废料数）计算如下2.50.8此式中， h凹模具洞口的直刃壁高度t 板料厚度表 5.3 卸料力、推件力、顶件力系数表料厚 t mmKXKTKD0.10.0650.0750.10.140.1 0.50.045 0.0550.630.08钢0.5 2.50.04 0.050.550.062.5 6.50.03 0.040.450.056.50

26、.020.030.250.03铝 、铝合金0.025 0.080.03 0.07纯铜、黄铜0.02 0.060.03 0.09卸料力和推件力是选择卸料装置和顶件装置的弹性元件的依据， 在计算冲裁所需要的 总冲压力时， 应根据模具结构的具体情况考虑卸料力和推件力的影响。 当采用刚性卸料和 下出件的模具（如刚性卸料的单工序模或级进模等）时： 陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。F总 F F 推当采用弹压卸料和下出件的模具 （如弹压卸料的单工序模、 级进模或上模刚性推料的 倒装复合模等）时：12福建农1林3 大学F总 F F 推 F 卸用倒装复合模冲裁时， F卸与落料有关， F推 与冲孔有关。 当采用弹压卸料和上

27、出件的模具 （如上模弹压卸料、 下模弹顶出件的单工序模或上模 刚性推料的正装复合模或级进模等）时： 沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。F总 F F 顶 F卸此时，F卸 与落料有关，单工序模的 F顶与落料力有关， 正装复合模中与冲孔力及落料 力都有关。而本零件则采用弹压卸料和上出件的模具，所以：F总 F F顶 F卸130000 8107.2 5404.8143512 N144KN5.3 计算压力中心用前述公式，可计算出压力中心位于冲导正销孔左边 43.76mm处。根据模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应及模 具的闭合高度应与压力机的装模高度或相适应的原则初选开式双柱可倾压力机

28、 J23 16 ，最大闭合高度 220 mm 。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差5.4.1 冲裁间隙的确定此模具采用经验确定法来确定冲裁间隙值。 根据研究与实际生产经验， 间隙值可按要求分 类查表确定。此工件对尺寸精度， 断面质量要求较高，故选用较小的间隙值，这时冲裁力 与模具寿命作为次要因素考虑。查表下表 5.4 懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。13福建农1林4 大学表 5.4 冲裁模初始双面间隙值 Z材料厚度 t/mm08、10、3509M2、 Q235Q34540、5065MnZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin小于 0.5极小间隙

29、0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320

30、.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380取此工件的冲裁模初始双面间隙值 Zmin =0.056, Zmax 0.072 则， Zmax Zmin 0.072 0.056 0.0165.4.2 凸模与凹模刃口尺寸的确定按凸模与凹模图样分别加工法计算取凸凹模的制造公差为T 0.4( Zmax Zmin )即 T 0.0064A 0.6(Zmax Zmin )即 A 0.009614福建农1林5 大学表 5.5 磨损系数表材料厚度 t/mm非圆形 x 值圆形

31、x 值10.750.50.750.5工件公差 /mm10.160.17 0.350.360.160.16120.200.21 0.410.420.200.20240.240.25 0.490.5040.300.21 0.590.600.300.30根据零件厚度查磨损系数表 6取此工件的 x 磨损系数为 1。 (1)落料刃口尺寸的计算冲裁凸凹模分别按 IT6 级制造。 该工件要冲裁的工件尺寸为 12 00.011 ，26 00.013，24 00.013 ， 116 00.022 ，119 00.022 ，12 00.011 根据计算原则，落料时以凹模为设计基准，由公式 謾饱兗争詣繚 鮐癞别瀘。

32、对于 K 区 1mm 5mm 的槽 DA (Dma x x ) A0(12 1 0.011) 00.009612.011 00.0096DT (DA Zmin ) T(12.011 0.056) 00.0064011.955 0.0064对于 M 区冲裁DA (Dmax x ) 0A(26 1 0.013) 00.009626.0130.00960DT (DA Zmin ) T0(26.013 0.056) 0.006425.957 0.006415福建农1林6 大学对于 N 区冲裁DA (Dmax x ) 0(24 1 0.013) 00.0096 24.013 00.0096DT (DA

33、Zmin ) T (24.013 0.056) 00.0064 23.957 0.0064对于连体 E 区冲裁DA (Dmax x ) 0(116 1 0.022) 00.0096 116.022 00.0096DT (DA Zmin ) T (116.022 0.056) 00.0064 115.966 0.0064对于连体 F 区冲裁DA (Dmax x ) 0A(119 1 0.022) 00.0096119.022 00.0096DT (DA Zmin ) T(119.022 0.056) 00.0064118.966 00.0064对于 T 区 T 形孔D A (Dmax x ) 0

34、(12 1 0.011) 00.0096 12.011 00.0096DT (DA Zmin ) T16福建农1林7 大学(12.011 0.056) 00.0064011.955 0.0064上述试中DA . DT落料凹凸模尺寸Dmax落料件最大极限尺寸x 磨损系数校核Zmaxmin即 0.0096+0.0064 0.072-0.0180.016 0.018满足间隙公差条件（2）冲孔刃口尺寸的计算冲裁凸凹模也按 IT4 级制造 . 该工件冲孔尺寸为 3.2 00.004 , 2.8 00.003，根据计算原则，冲孔时以凹模为设计基准，由公式对于两个导正销钉孔dT (dmin x )(3.2

35、1 0.004) 00.00453.204 0.0045dA (dT Zmin ) 0A(3.204 0.056) 00.006对于 2.8mm 孔3.26 00.006dT (dm i n x ) 0T(2.8 1 0.003) 0.00452.803 0.0045dA (dT Zmin ) 0A(2.803 0.056) 00.00617福建农1林8 大学2.859 00.006上述试中dT , d A 冲孔凸凹模尺寸dmin 冲孔件孔的最小极限尺寸x 磨损系数校核T A Zmax Zmin即 0.0045 0.006 0.0105 0.016满足间隙公差条件5.4.3 凸模的结构形式及凸

36、模长度计算由于冲件的形状和尺寸不同， 冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同， 所以在实 际生产中使用的凸模结构形式很多。 本模具的截面形式有圆形和非圆形两种， 刃口形状有 斜刃和平刃两种， 结构为整体式。 凸模形式非圆形凸模和冲小孔凸模两种。 在设计制造中， 对小孔凸模采用提高模架刚度和精度、 取较大的卸料力、 较大的冲裁间隙、 保证凸凹模间 隙均匀性并减小工作表面粗糙度的措施来保护小凸模。 凸模长度计算如下 呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。 参考冲压模具图册冷冲模组合选用表查得凸模固定板厚度 L 为 18 mm卸料板厚度 h 为 16mm ,按下式 莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。L h1 h 2 t h 1

37、8 16 0.8 15 49.8mm式中 L 凸模长度h1 凸模固定板厚度h2 卸料板厚度t 材料厚度h 增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模 固定板与卸料板之间的安全距离等，取 15 mm麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。5.4.4 凹模的结构形式及凹模尺寸计算冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。 由于凹模结构形式及固定方法不同， 受 力情况有比较复杂， 目前还不能用理论的方法确定凹模轮廓尺寸。 根据冲裁的板料厚度和 冲件的轮廓尺寸，按经验公式确定如下： 納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。凹模高度H kb18福建农1林9 大学0.30 119.02235.7066mm36mm凹模壁厚 C (1

38、.5 2)H1.6 35.76657.225657.3式中b 凹模刃口的最大尺寸 , 取连体 F 区冲裁冲裁凹模的刃口长度 k 系数，考虑板料厚度的影响查因数 K 的数值表 5.6表 5.6 因数 K 的数值料厚 t mm b mm0.51233500.30.350.420.500.6050 1000.20.220.280.350.42100 2000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.2219福建农2林0 大学6 主要零部件设计6.1 浮料装置浮料装置由 8个导向槽浮顶器和 3个弹性浮顶器组成， 其结构参看总装配图。 浮顶器与 凹模板为间隙配合，

39、浮顶的弹力大小由装在下模座内的螺塞调节。 板料共有三个部位的弯 曲，a 部位的弯曲是向上的弯曲，弯曲后并不影响板料在凹模上的运动，但是弯曲的凹模 却高出凹模板 3mm，如果板料不处于浮起状态，将影响送进； b 部位的向下弯曲高度为 4.8mm，弯曲后凹模开有槽作为它的送进通道，对板料浮起没有要求；c 部位弯曲后已脱离载体。考虑以上各因素后，只有 a 部位的弯曲后凹模影响运行，因而将浮起高度定为 3.5mm。弹性浮顶器在自由状态下高出凹模板 3.5mm，导向槽浮顶器在自由状态下，其槽 的下平面高出凹模板 3.5mm，两种浮顶器浮板的位置处于同一平面上。 風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。6.2 导正销使用导

40、正销的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。 冲裁中，导正销 先进入已冲孔中， 导正条料位置， 保证孔与外形相对位置公差的要求。 级进模常采用导正 销与挡料销配合使用进行定位，挡料销只起粗定位作用，导正销进行精定位。 灭嗳骇諗鋅猎輛 觏馊藹。为使导正销工作可靠， 避免折断， 导正销的直径一般应大于 2mm. 孔径小与 2mm的 孔不宜 用导正销导正，但可另冲直径大于 2mm工 艺孔进行导正。 铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。 导正销的头部有圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。 导正销的基本尺寸可按下式 计算d dT a 3式中 d 导正销的基本尺寸dT 冲孔凸模直径a 导正销与冲孔凸模

41、直径的差值即，导正销 导正销工作部位直径为 3mm，导正销制造偏差为 3 00.006 mm （按 GB2864.1 81制造），导正销共设 8 个，直接装在卸料板上。制造卸料板时，导正销的位置偏差不 应大于 0.005mm。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。20福建农2林1 大学6.3 冲裁凸模、凹模由排样图可看出， 冲裁部位共有 6 个，其中属于外形冲裁的部位有 5个，为避免冲切联体 外形接刀处因步距误差而产生连丝和毛刺，故冲裁连体外形的接刀设计如图2中的 1、2、3 所示。 趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。凹模设计为整体结构，冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外，各异形凸 模设计成直通式外形，主要采用线

42、切割加工。 夹覡闾辁駁档驀迁锬減。F 区和 E 区的凸模体积较大，用螺钉固定在卸料板上。N 区和 M区的凸模呈扁平状，在凸模上端钻孔，用销钉作挡销固定。K 区凸模冲 1mm5mm狭长孔。K区和 T 区的冲裁区都很小， 其凸模就形成细小凸模， 细小凸模工作中很容易折断，设计时要认真计算它的强度，并选择合适的安装方法。 视絀 镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。细小凸模的损坏形式主要是受压失稳而折断，在材料力学中属于“压杆稳定”的问 题。按安装形式，凸模分为带导向装置和无导向装置两种，如图 6.1 所示。 凸模损坏不是 其压应力达到破坏值被压碎， 而是产生侧向弯曲而失去稳定性， 产生弯曲变形而折断， 显 然，图 6

43、.1a 比图 6.1b 更容易折断。 偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。a) b)图 6.1 细小凸模损坏形式1垫板2凸模固定板 3卸料板 4凹模21福建农2林2 大学防止凸模失稳破坏， 主要应计算出图中所示失稳段长度 L的值，当 L小于 定数时， 发生失稳折断。用式计算 K 区凸模允许的自由长度。 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。K 区冲裁力前面已计算出 F=4800N。计算凸模的惯性矩。如图 6.2a 所示b)a)图 6.2 计算截面惯性距截面最小的惯性矩是对 x 轴的惯性矩。其值用下式计算。图中尺寸 b=5mm， H=1m，m 则：JXbH5 131212mm40.41mm4代入式下式即：J0.41L 120

44、0 1200 11.09mmF4800则 K 区凸模允许自由长度为 11.09mm。T 区凸模的截面是由两个矩形组成截面， 如图 6.2b 所示。按组合截面的方法计算惯性矩，可算出对 x 轴的惯性矩为 15.9 mm4 （其计算方法比较复杂，不作介绍） 。计算其允许的自由长度，即： 騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。L 1200 15.9 69.06mm4800细小凸模的安装结构可有如图 5 所示的几种方法。先分析 K 区冲裁凸模应采用的结构。通过以上计算， K 区凸模允许的自由长度不大于11.09mm，图 5b 所示的结构， 是在凸模固定板和卸料板上都装有保护套。 上边的保护套起固定凸模的作用， 下边的

45、保护套与凸模是间隙配合， 两护套之间的距离 L 就是凸模的自由长度部分，它应小于 11.09mm，同时， L 也必须大于卸料板的工作行程。分析本模具各工22福建农2林3 大学序后可知，卸料板的行程定为 2.5mm，可以满足各工序的工作需要，所以这种结构是可以 采用的。上护套与凸模固定板采用 H7/m6 配合，凸模与保护套采用配合， 保 H7/h6护套中 的 1mm 5mm矩形孔，可采用电火花机床加工，采用这种结构凸模容易制造，折断后更换 也很方便。 疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。图 6.3a 所示的结构，凸模需穿过橡胶板，凸模穿过橡胶板部分的长度属于自由长度。 考虑到橡胶板弹性体的设计， 其厚度不能太

46、小。 另外，结构稳定性差， 亦不适用 K 区的凸 模。 镞锊过润启婭澗骆讕瀘。a)b)c）榿贰轲誊壟该槛鲻垲图 6.3 细凸模极其细小凸模的安装方法1垫板 2固定板 3卸料板4凸模护套 5击块6击板 7橡胶8凸模护套9凸模图 5c 所示的结构，可满足本模具的使用要求，但凸模制造复杂， 不容易更换，所以也 不宜采用。1mm 5mm凹模孔用线切割加工，必须要打穿丝孔，直径小于 1mm的穿丝孔很难加工，因而在穿孔的侧面，打3mm的穿丝孔，在线切割加工时，切割出 4mm8mm的矩形孔，然后再镶上钢块，钢块的一侧就是冲裁的刃口。 T区的 T形孔也采用这种方法加工。 邁茑赚 陉宾呗擷鹪讼凑。T 区的凸模允

47、许自由长度为 69.06mm，这一条件很容易满足，可采用图 6 所示的结构。23福建农2林4 大学6.4 小凸包小凸包是向上鼓出的，凸模装在下模板上，在卸料板上装有凹模镶块。凸包直径为1mm，高为 0.1mm，凹模镶块工作孔直径为 1mm，凸模直径为 0.8mm，凸模的设计工作高度为 0.3mm， 待试模时再调整其高度。 嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。6.5 弯曲凸模、凹模a 部分是向上弯曲的。弯曲凹模采用 T 形槽，镶在凹模板上，顶件块与它相邻，弹簧 将他向上顶起，冲压时，它与凸模形成夹持力，完成弯曲，顶件块具有向上卸料的作用。 弯曲形式属于单边弯曲，克服回弹采用施加校正力的方法。 该栎谖碼戆沖巋鳧

48、薩锭。b 部位的弯曲，是向下弯曲，弯曲高度为 4.8mm。浮料钉只能将板料托起 3.5mm，所以在 凹模上沿其送进的路线还需加工出 2mm宽、 3mm深的槽，供其送进时通过。 劇妆诨貰攖苹埘呂仑 庙。C 部位的弯曲也是向下弯曲，弯曲高度为 7.7mm, 弯曲采用 T形槽弯曲，镶在凸模板上， 顶件块与它相邻，弹簧将它顶向下方，冲压时，它与凹模形成夹持力，完成弯曲。 臠龍讹驄 桠业變墊罗蘄。a、 b和 c各个部位弯曲，对工件有校正力，因而容易被击打而产生变形，因此各个部位 均安装镶块。 a部位的顶件块起到镶块的作用。 b、c两部位距离较近， 使用同一镶块。 由于其两个边不能与凹模板全部贴紧， 故采

49、用螺钉、 销钉将其固定在凹模板上。 工件 在最后一个工步从载体上脱离后处于自由状态， 容易贴在凸模或凹模上， 为此上模和 凹模镶块上各装一个弹性顶料钉。 凹模板侧面加工出斜面， 使工件从侧面滑出， 在适 当部位安装气管喷嘴，利用压缩空气将成品件吹出凹模。 鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。24福建农2林5 大学7 模具闭合高度的计算冲模的闭合高度是指： 滑块在下死点， 即模具在最低工作位置时， 上模座上平面与下 模座下平面之间的距离 H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。 压力机的装 模高度是指滑块在下死点位置时， 滑块下端面至垫板上平面间的距离。 当连杆调至最短时 为压力机的最大装模高度 H

50、max ，连杆调至最长时为最小装模高度 Hmin .穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。冲模的闭合高度 H 应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，其大小关系 为：H max 5mm H H min 10mm如果冲模的闭合高度大于压力机的最大装模高度时， 冲模不能在该压力机上使用。 反 之，小于压力机最小装模高度时，可加减经过磨平的垫板。 隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。冲模的其它外形结构尺寸也必须和压力机相适应， 如模具外形轮廓平面尺寸与压力机 垫板、滑块底面尺寸， 模柄与模柄孔尺寸， 下模缓冲器平面尺寸与压力机正整板孔尺寸等 都必须相适应，以便模具能正确安装和正常使用。 浹繢腻叢着駕骠構砀湊。该模具采用采用

51、对角导柱弹压模架，该模架的特点是，作为凸模导向用的弹压导板与下 模座以导柱导套为导向构成整体结构。凸模与固定板是间隙配合而不是过渡配合，因而 凸模与固定板中有一定的浮动量。 这种结构形式可以起到保护凸模的作用。 鈀燭罚櫝箋礱颼畢 韫粝。凹模的外形为长方形，其高度尺寸 H36mm，平面尺寸为 90mm 115mm 。 上模座的厚度取 25mm 垫板的厚度取 6mm 凸模固定板的厚度取 12mm凸模固定板与导板之间的安全距离为 20mm导板的厚度取16mm导尺的厚度取18mm凹模的厚度已定为 16mm 下模座的厚度取 25mm 模具的闭合高度 H 模为：H 模 25 6 12 20 16 18 1

52、6 25 mm 138mm25福建农2林6 大学可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23 16 的最大装模高度 220mm，可以使用。8 模具总装图 通过以上设计， 可得到如图 8.1 所示的模具总装图。 模具上模部分主要有上模板、 垫板、 导正销、凸模、卸料板、固定板、卸料螺钉等几部分组成。卸料方式采用弹性卸料，以 弹簧为主要元件。下模部分由下模座、浮顶器、凹模等组成。冲孔废料由漏料孔漏出。 惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。模具工作过程：将条料送入刚性卸料板 4下长条形槽中， 平放在凹模上，压力机滑块带 着上模下行，凸凹模上表面首先接触条料先冲两个导正销进行定位，导正销与凸凹模一 起固定条料后冲 K区

53、的窄长孔 T区的 T形孔。条料送进冲 M区外形，紧接着冲 E区 N区 外形，工件成型后进行弯曲 . 贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。26福建农2林7 大学图 8.1 装配图1下模座 2,11 弹簧 3 浮顶器 4 卸料板 5 F 区冲裁凸模 6 弯曲凸模7 凸模固定板 8 垫板 9 上模座 10 卸料螺钉 12 冲孔凸模 13 T 区冲裁凸模 14 固 定凸模用压板 15 导正销 16 小导柱 17 导向槽浮顶器 18 打凸包模 嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。27福建农2林8 大学9 压力设备的选定对于级进模以及轮廓形状复杂或多凸模的冲裁模， 必须求出冲压力合力的作用点即压力 中心。模具的压力中心应与模柄的轴线重合， 否则会影响模具及压力机的精度和寿命。 一 切对称冲裁件的压力中心， 均位于其轮廓图形的几何中心点上。 对于该零件， 由图形可知 压力中心位于圆心上。 薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。首先以冲裁所需的总冲压力初步选择压力机， 压力机的公称压力必须大