毕业论文水嘴底座冲模设计

1、摘要 本论文设计对水嘴底座的冲压工艺进行研究，通过对水嘴底座工艺以及模具的分析，设定了三种工艺方案，从中选取了一个最佳工艺方案，经过分析计算，本工件选用冲孔落料复合模。本论文中对于毛坯尺寸冲裁力拉伸力推件力顶件力等都有一系列的设计。并且运用cad绘制出了模具总装配图以及一些零部件的设计。通过了本次冲压模具的设计，让我对于冲压模具有了更深层次的了解，注意到了一些细节的重要性，通过模具装配图以及相关零部件的设计让我对autocad也有了更深层次的理解。关键词：水嘴底座；冲压工艺；复合模； 冲裁力；abstract this thesis to conduct research on the the

2、 faucets base of stamping process, through the analysis of the faucets base technology as well as mold, set three processes, select from one of the best craft program, through the analysis, the workpieces punchingblanking composite modulus. in this paper the blank size blanking force tensile force p

3、ushing a force the top pieces have a series of design. and the use of cad drawing mold assembly diagram and some parts of the design. through the design of stamping die for stamping die, let me have a deeper understanding, pay attention to some details of the importance, through the mold assembly dr

4、awing and the related components in the design of autocad also let me have a deeper understanding of.keywords: water nozzle base, stamping process; compound die of blanking force;.目 录第一章 绪论11.1 冲压模具与现代技术的结合 11.2 模具发展及我国模具现状21.3 未来冲压模具制造技术发展趋势3第二章 水嘴底座工艺设计4 2.1 水嘴底座拉伸件展开设计4 2.2 水嘴底座工艺性6 2.3 水嘴底座的工艺设计

5、7 2.4 模具结构形式的选择7 2.5 工件精度的确定7第三章 底座工艺性和相关参数设计8 3.1 工作零件及刃口尺寸计算8 3.2 各部分工艺力的计算11 3.3 冲裁件的排样14 3.4 压力机的选取16第四章 冲裁模主要零部件的设计18 4.1 非标准件的选取18 4.2 标准件的选取21 4.3 推件装置的设计23 4.4 导向装置的设计24 4.5 模柄的设计26 4.6 确定模架结构26 4.7冲模安全27 4.8模具装配图28第五章 总结29参考资料30致谢31第1章 引言1 .1冲压模具与现代技术的结合从20世纪70年代至今，计算机已逐渐进入了模具生产的设计、制造、管理等各个

6、领域；辅助进行零件图形输入、毛胚展开、调料排样、确定模具尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出nc程序等工作，使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高，模具制造的周期不断缩短。当前国际上计算机（cad）和计算机辅助制造（cam）的发展趋势是：1. 继续发展了几何图形系统从而满足了一些相对复杂的零件和模具的要求；2. 并且在（cad）和（cam）的基础上建立了一系列的生产集成系统（cims）；3. 为了提高模具（cad）和一些工艺分析的水平与实用性，从而便有了塑性成形模拟技术的研究及问世。4. 模具的进一步发展从而让一些新技术得到了应用，例如：开发专家系统和智能（cad）等。 随着新新技术的发展例如

7、：工业技术，科技技术等的不断发展以及这些技术很快应用到工业产品中，从而使得工业产品更新换代快产品质量提高，为了适应这些提升，发达国家从20世纪50年代就开始了模具（cad/cam）技术的研究。例如：（1）早在20世纪50年美国通用汽车公司代就将（cad/cam）技术应用于汽车覆盖件的设计与制造；（2）在20世纪70年代日本机械工程实验室和日本旭光学工业公司分别开发了连续模设计系统mel和冲空弯曲模系统pentax；（3）1982年，日立公司研制了冲裁模cad系统。然而到了20世纪80年代时，模具cad/cam技术已广泛应用于冷冲模具的设计与制造。 1.2模具发展及我国模具现状 模具作为机械加工

8、的主要方式，在金属和非金属材料塑性加工工程中起到了非常大的作用。一个国家的工业水平则就是体现在模具的使用性能特别是使用寿命。早在20世纪50年代时，美、日等工业相对发达的国家，在新新冷冲压技术涌入的同时，那些发达国家依旧集中人才和资金在结合时常的需要的同时，将模具作为一个统一的产业将此发展起来从而，才让我没看到了差距。经历了很多年的突破改进使得模具不但在具结构、模具精度、制模周期等方面取得了显著的提升，并且也在板材成型的模具优化、过程模拟和可靠性设计等各个方面形成了新的理论和方法，为适应新新工业以及新的市场环境，为模具的快速制模，以及模具成型打下了坚实基础。然而对于国内的模具工业虽然起步相对较

9、晚，在技术的飞速发展中，经过了十多年的不断奋斗也有一些进步。从冲压模具方面来说，国内设计制造的部分汽车覆盖件模、空调器散热片级进模、电机定转子双回转叠片高精度硬质合金级进模、集成电路引线筐架多工位级进模，以及带自动冲切、叠压、记数、分组、扭斜和安全保护等功能的铁心精密多功能模，都已达到了相对较高的水平。但从整体上看，我国与工业发达国家相比仍存在着相当大的差距。例如，cad/cam等技术的普及率普遍偏低，模具的精密加工设备在模具加工设备中的比例还是相对较低，一些新技术还没完全应用到实际加工生产中去。全方位大力做好模具基础、研发和推广工作，是至关重要的。1.3 未来冲压模具制造技术发展趋势所有模具

10、技术的发展应该是为适应模具产品的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求而服务。想要达到这些要求，就需要大力发展一下几项技术，从而可以满足模具设计的要求： (1)全面推广cad/cam/cae技术 模具cad/cam/cae技术，是模具技术发展中的一个重要的环节。实践和大量例子证明模具cad/cam/cae技术是模具设计制造的发展趋势。随着cad/cam/cae技术的融入模具，使得各大小型企业在以后将大力培养cad/cam那方向的技术人才，从而进一步将cae技术的应用范围的以扩大。计算机和网络的不断发展，以及依赖于计算机研发的一些新技术，从而使得cad/cam/cae技术跨地区、

11、跨企业在整个生产行业中的到普遍的推广成为可能，实现了技术资源的重新整合，从而使的虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近期发展的高速铣削加工，不仅可以获得非常高的表面光洁度，而且很大幅度提高了生产中的加工效率。此外，不仅具有温度低、热变形小这些优点外，还可加工高硬度模块。高速铣削加工技术的诞生与发展，将对一些中大型型腔模具制造融入了新的活力新的生机。目前它已向更高的智能化、集成化等方向发展。 (3)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度也正在不断提高，据估计我国目前的模具标准件使用覆盖率已达到30%左右，发达国家一般为80%左右。 (4)优质材料以及先进表面处理技术 想要提高模具寿命就必

12、须选用优质钢材和应用相应的表面处理技术才能实现。模具钢材料性能的关键便是模具热处理和表面处理是否能够充分发挥。采用真空热处理便是模具热处理的发展方向之一。模具表面处理同样还得完善发展工艺先进的气相沉积(tin、tic等)、等离子喷涂等技术。 (5)模具研磨抛光将自动化、智能化 对于模具来说表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 第2章 水嘴底座工艺设计2.1水嘴底座拉伸件展开设计 水嘴底座如图21 图 21 水嘴底座有零件可以看出此零件属于非圆筒阶梯拉伸，故计算2次圆筒拉伸确定其毛坯尺

13、寸。再根据拉伸筒相似原则，本工件必须进行2次拉伸筒计算然后再确定该工件毛坯外形： （1）该工件主视图的宽以及各尺寸按照阶梯筒计算出展开图毛坯直径。 （2）该工件剖视图的宽以及各尺寸按照阶梯筒计算出展开图毛坯直径。 综合2次所计算出的毛坯直径便可得知该工件的毛坯图，本工件剖视图（如图22）所示。 图 2-2 工件视图 （1）确定修边余量h剖视图：h/d=36/122=0.295，查冲压工艺与模具设计表51的h1=2；主视图：h/d=36/222=0.162，查冲压工艺与模具设计表51的h2=2；（2）毛坯直径的确定 由左视图可以看出df=122+22=126，d1=122，d2=82，h1=27

14、，h2=10.展开毛坯直d=mm由主视图可以看出df=222+22=226，d1=222，d2=182，h1=27，h2=10. 展开图毛坯直径 d=mm 综上所述既可以确定该水嘴底座的毛坯图如图23 图 2-3 毛坯图 2.2水嘴底座的工艺性（1） 工件名称：水嘴底座（2） 工件简图：如图24所示 图 24 水嘴底座 （三）本工件所选用的材料为亮面不锈钢此工件选择304号钢，材料厚度如上图所示t=2. 0mm。（四）生产批量：6wpcs。（五）技术要求：工件要求光滑平整无毛刺。（六）工件的形状和尺寸。 1.由上图2.1可以看出该工件结构对称且简单。 2.由上图2.1可知该工件三个孔均符合冲裁

15、模具设计的要求；该工件是由圆弧和直线构成；加工起来比较简单。 综上所述该工件冲裁的工艺性较好，比较适合冲裁加工。2.3水嘴底座的工艺设计该工件形状包括落料、冲孔两道基本工序，以下有三种工艺方案可供选择方案一：冲孔落料分开，采用级进模具进行生产。方案二：落料-冲孔采用单工序模具进行生产。方案三：落料、冲孔一起采用复合模具进行生产。三个方案都只需要一副模具就能满足要求方案一 优点：冲裁件的相对精度较高；缺点：此工件厚度为2mm，强度显然不够，制造起来难度也比较的大，实施起来也不方便。方案二 优点：精度能达到预期要求；缺点：因为生产批量为6wpcs，生产成本较高方案三 优点：结构简单，设计比较方便，

16、较易实施，成本较低。通过上述三种方案优缺点的分析，第一种方案比较适合该工件的加工，所以选用第一种方案。2.4模具结构形式的选择由工艺方案可以确定该水嘴底座采用复合模具进行冲压然而复合模具分2种：正装式复合模具和倒装式复合模具，正装式复合模具适用于较薄冲压件平整度较高，但操作比较繁琐；倒装式复合模具结构简单，适用于平整度不高较厚的冲压工件； 由于该工件是平整底座，工件厚度为2mm，所以该工件选择正装式复合模具。 2.5工件精度的确定 该工件未标注公差要求，厚度为2mm，按照国家标准未标注公差要求可按it14来处理根据上诉对零件的分析，该水嘴底座工件尺寸精度不高，工艺较好，所以用普通冲裁便可满足要

17、求。第三章 底座工艺和设计计算3.1工作零件及刃口尺寸计算 3.1.1尺寸计算原则 由于冲裁间隙等各种因素的存在为确保加工出比较精准的工件还需要遵循以下几点原则：（1）在工件落料时，必须要先确定凹模刃口尺寸。然而凹模刃口的基本尺寸一般选择接近或直接等于工件的最小极限尺寸，这样才能确保凹模在允许的范围内任然能冲裁出合格制件，凹模刃口基本尺寸少去一个最小合理间隙便是凸模刃口的基本尺寸。（2）在工件冲孔时，必须要确定凸模刃口尺寸。孔的最大极限尺寸与凸模刃口尺寸接近或直接等于，这样就可以保证凹模在允许的范围内任然能冲裁出合格制件，凸模刃口基本尺寸加上一个最小合理间隙便是凹模刃口的基本尺寸。（3）考虑到

18、工件制造精度和形状的因素，通常情况下模具的制造精度要比冲裁工件的精度要高出2-3个级别。倘若工件没有标注公差等级的话，就可以按照对于圆形件采用it10级精度来计算，对于非圆形工件，那么就可以按照国家标准非配合it14级精度来计算。3.1.2冲孔凸凹模尺寸的设计 查冲压工艺与模具设计表2-5不难看出该工件冲孔落料时间隙值为zmax=0.38mm，zmin=0.26mm；zmax-zmin=(0.38-0.26)=0.12mm；当基本尺寸18时，p=-0.020mm，d=+0.020mm；当基本尺寸在1830之间时，p=-0.020mm，d=+0.025mm；当基本尺寸在3080之间时，p=-0.

19、020mm，d=+0.030mm；当基本尺寸在80120之间时，p=-0.025mm，d=+0.035mm；当基本尺寸在120180之间时，p=-0.030mm，d=+0.040mm；当基本尺寸在180260之间时，p=-0.030mm，d=+0.045mm；当基本尺寸在260360之间时，p=-0.035mm，d=+0.050mm；当基本尺寸在360500之间时，p=-0.040mm，d=+0.060mm；当基本尺寸大于500时，p=-0.050mm，d=+0.070mm；图 31 工件 如图31该工件落料凹凸模会发生3类磨损，（1）a类变大（2）b类变小（3）c类不变a类：r91.05（x

20、=1），110（x=1）；b类：30（x=0.75）c类：107.6 1.落料模 a1d=（a1max-x）=（91.05-10.02）=91.03 a2d=（a2max-x)=(110-10.025)=109.975 c1d=(cmin+0.5)/8=(107.575+0.50.025)0.025/8=107.5875 0.003125该制件落料时凸模尺寸按凹模尺寸来配作，确保双面间隙为zminzmax之间即可。 2.冲孔模 b类：30（x=0.75） bp=（b-x)=(30-0.750.025)=29.98125该制件冲孔时，凹模尺寸按凸模尺寸来配作，确保双面间隙为zminzmax之间即

21、可。3冲裁间隙 冲裁件凸凹模刃口轮廓相对应尺寸的差值称为冲裁间隙。 冲裁间隙对于冲裁件的尺寸精度、冲裁力、断面质量、模具寿命都有着巨大的影响。 冲裁时若冲裁间隙适当，板料变形去在冲裁过程中处于比较纯的剪切作用之下而被分离，从而使得凸凹模的尺寸偏差相对较小。 冲裁时若冲裁间隙过小，在冲裁过程中板料不仅受到剪切外而且还会受到比较大的侧压力的作用，冲裁结束后，材料则会发生与侧压力方向相反的“回弹”现象，冲裁件尺寸则会向实体尺寸变大。此时对于冲孔件而言，其尺寸则会小于凸模尺寸。对于落料件而言，其尺寸则会大于凹模尺寸。冲裁时若冲裁间隙过大，在冲裁过程中板料不仅受到剪切外而且还会受到比较大的弯曲和拉伸变形

22、，冲裁结束后，材料则会发生与弯曲拉伸方向相反的“回弹”现象。此时对于冲孔件而言，其尺寸则会大于凸模。对于落料件而言，其尺寸则会小于凹模尺寸。4毛刺通过上述一系列冲裁过程，以及冲孔凸凹模的设计，我们可以看出冲裁件出现毛刺那是不可避免的，所以减少毛刺变得尤为重要。去毛刺便成了产品加工的一个必不可少的环节，倘若工件技术要求不能存在小毛刺，冲裁结束，我们就必须进入去毛刺这个环节。对于毛刺我们无法避免，但我们可以通过合理的加工尽量减少毛刺的产生，必须先要弄明白哪些因素影响着毛刺的多少。影响冲裁件毛刺产生的原因： 1.冲裁间隙的过大过小或间隙不均匀，都会导致毛刺的产生。如下影响由间隙而产生的毛刺：（1）冲

23、模工件加工不符合图纸要求，底板的平行度不够；（2）凹凸模装配时未能同心装配，冲裁导向间隙过大；（3）工作台面和滑块底面平行度差，工作台刚性不好；（4）冲模以及工件刚度不足，冲裁力不平衡导致。 2.模具刃口因磨损变钝可能产生毛刺。导致刃口变钝因素有如下：（1）冲裁模具的凸凹模材料以及表面处理不是太理想，导致耐磨性差；（2）冲裁模具的结构不合理，刚性比较差；（3）刃口没有及时磨锋利。 1.冲裁工件的材料不符合工艺规定 材料过厚或过薄，用错了材料导致冲裁间隙不合理而使所制工件产生毛刺。 2.所制作的工件工艺性不合理 所制工件的形状比较复杂有尖角会因磨损过快而产生毛刺。 综上所述一些可以避免的因素应尽

24、量减少才能制造出合格工件。 本设计工件属于亮度不锈钢材料用打磨的办法去除毛刺,或者使用质量较好模具冲裁就可以了，sus表面不能磨花可以贴膜及搞好一点模具即可。 3.2各部分工艺力的计算3.2.1冲裁力的计算冲裁力：冲裁时冲裁件对模具的最大抵抗力 想要合理选择设备能力和设计模具冲裁力的计算显得尤为重要。如图32，可以看出冲裁力在整个冲裁过程中是在不断地变化的，还可以发现有如下三个阶段（1）弹性变形阶段（如图0a1）；（2）塑性变形阶段（如图a1a2）；（3）断裂阶段（如图a2a3）。a2点则为冲裁力的最大值材料也在此处开始剪裂即为材料抗剪强度（mpa），而a3a4段则为克服摩擦力将冲裁件推出凹模

25、孔时所需要的力。 图 32 冲裁力与凸模行程关系 一般平刃口冲裁时冲裁力f有如下算法 f=kltb其中f为冲裁力（n)； l为冲裁周长（mm）；t为材料厚度（mm）；b为材料抗剪强度（mpa）；k为考虑冲击载荷时的系数，一般为1.3；查可知b为500；l=3.1491.052+2107.6=786.994mm则 f=kltb=1.3786.9942500=1023.09kn3.2.2冲孔力的计算f=ltbf为冲孔力；l为工件内轮廓周长；t为材料厚度（mm）此工件t=2mm； b为材料抗剪强度（mpa）； 冲孔力f=ltb=（323.1415）2500=282.6kn3.2.3落料力的计算 f=

26、ltbf为冲孔力；l为工件外轮廓周长；t为材料厚度（mm）此工件t=2mm； b为材料抗剪强度（mpa）；落料力f=ltb=786.9942500=786.99kn 3.2.4卸料力、推件力和顶件力的计算 卸料力：将废料或冲裁件从凸模上面卸下来所需要的力； 推件力：和冲裁方向一致从凹模腔推出冲裁件或废料所需要的力； 顶件力：与冲裁方向相反从凹模内顶出冲裁件或废料所需要的力。 表.1材料、料厚t/mmk卸k推k顶钢 0.10.10.50.50.252.56.5006500750045005500400500300401006300550045014008006005 该工件要是按一般公式计算起来

27、有点难度，故按经验公式来计算。下面各式中f为冲裁力（n）卸料力：f卸=k卸f式子中k卸为卸料力系数，此工件厚度为2mm结合表.1则可取k卸=0.045；则f卸=k卸f=0.0451023.09=46.04kn推件力：f推=nk推f（1） 式子中k为推推料力系数，n为同时卡在凹模洞口的件数，n=h/t；条料长度设l=1000mm；送料步距a=d+a=289.7+2.5=292.2mm。则n=h/t=1000/292.2=3.4，则n=3由表.1可取k推=0.055；则f推=nk推f=30.0551023.09=168.81kn。顶件力：f顶=k顶f式子中k顶为顶料力系数，由表.1可确定k顶=0.

28、06；则f顶=k顶f=0.061023.09=61.39kn综上所述总冲压力f总=f冲+f卸+f推=1023.09+46.04+168.81=1237.94kn3.2.5 压力机公称压力的确定压力机公称压力冲压力，计算总压力，原则上只计算同时发生的力f总 （1）若采取弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时， 则 f总= f冲+ f卸+ f推 （2）若采取弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时， 则 f总= f冲+ f卸+ f顶 （3）若采取刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时， 则 f总= f冲+ f推 本次设计采用（3）弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模所以总冲压力f总的计算公式为：f总= f冲+ f卸

29、+ f顶 =1023.09+46.04+61.39=1130.52kn；3.2.6压力中心的计算 压力中心：冲压力合力的作用点。 只有当压力中心与压力机滑块中心重合时，才能确保压力机与模具的正常工作，倘若不重合，便会产生偏心，形成偏心载荷。此零件毛坯形状对称，所以此工件的压力中心即为该工件的几何中心。先确定该工件的xy轴以及原点（0，0）坐标如图33所示。图3-3压力中心视图如图33，由零件可知该工件属于对称件，其压力中心即为（0，0） 3.3冲裁件的排样3.3.1排样根据零件毛坯合理利用情况，毛坯排样方法有三种：（1）无废料排量；（2）少废料排样；（3）有废料排量；通过对该零件毛坯图的分析，

30、该工件比较适合用少废料排样，排样图如下图图 3-4 排样图 3.3.2搭边及材料的利用率的计算 （1）搭边，查冲压工艺与模具设计表212.由于材料厚为2mm本材料为非圆形手送料则a=2.5mm,a1=2mm； （2）送料步距a a=d+a 式子中d为材料在送料方向长度，则a=d+a=289.7+2.5=292.2mm。条料宽度b=（d+2a+） 式子中d为冲裁件垂直于送料方向的尺寸（mm）； a为侧搭边最小值（mm）； 为条料宽度公差见冲压工艺与模具设计表213 查表2-13的=-2.0； b=（d+2a+）=（182.1+22.5+2）=189.1mm 综上所述材料排样图：图3-5排样 （4

31、）材料利用率的计算 =s1/s0100%=s1/hb100% 式子中 s1为在一个步距内工件的实际面积（mm2）； s0为在一个步距内所需要的毛坯的面积（mm2）； h为送料步距（mm） b为条料宽度（mm） 由零件图可计算出s1=3.1491.052+107.6182.1=45624.88mm2则=s1/s0100%=s1/hb100%=45624.88/（292.2189.1）100%=82.57% 考虑到该工件还有边余料，料头料尾，则实际面积s实=s1-2x（5+91.052）2-（1000-292.23）182.1 =45624.88-748.4-22471.14 =22405.34m

32、m2则实=s实/s0100%=s实/hb100%=22405.34/（292.2189.1）100%=40.54%则该工件实际利用率实=40.54% 3.4压力机的选取 压力机选取准则 （1）压力机的公称压力必定要大于工序所需的冲压工艺力。然而对于一些行程比较长的工序，不仅仅要满足工艺力的，而且还必须要满足其工作负荷曲线才可以，如下图（图36）所示：图3-6压力机滑块许用负荷曲线（2）压力机的行程次数应符合生产率的要求。（3）压力机滑块行程不仅要满足工件高度上的要求，而且还必须满足加工结束该工件还能从压力机上取出来，对于拉伸件来说其行程则必须在2倍的压力机滑块行程之上。 （4）压力机的闭合高度

33、、滑块尺寸、工作台面尺寸、模柄孔尺寸等都要能满足模具的正确安装要求。综上所述再结合本工件的特点，查简明冲压设计手册选用闭式单点压力机。jc31-160a主要参数： 公称压力：1 600（kn） 公称力行程：8（mm） 滑块行程长度：160（mm） 滑块行程次数：32（n/min-1） 最大装模高度：370（mm） 装模高度调节量：120（mm） 工作台尺寸 前后：800（mm） 左右：800（mm） 滑块底面尺寸 前后：590（mm） 左右：755（mm） 主电动机功率：17（kw） 第4章 冲裁模主要零部件的设计4.1 非标准件的选取4.1.1凸模的设计与计算本工件冲孔即为中间三个孔，由于本

34、工件尺寸偏大，凸模长度无法从表中准确出，非标准件计算如下： 图4-1 凸模结构凸模长度l=a1+a2+a3+z式子中 1为冲孔凸模，（mm）； 2为顶件块，（mm）； 3为凹模，（mm）； 4为中间垫板，（mm）； 5为下固定板，（mm）； 6为垫板，（mm）； z为 余量，（mm)包括凸模的修模余量，一般取46mm，凸模进入凹模深度0.51mm； 则l=a1+a2+a3+z=44+24+27+1=96mm4.1.2凸模强度校核 （1）压应力的校核冲裁力：f=kltb压应力 即aminf/压式子中为允许压应力；amin为凸模刃口最小面积；由简明冲压设计手册6-4可知凸模最小冲孔直径dmint=

35、2mm；由该工件分析的d工件dmin故该工件满足要求。（1） 弯曲应力校核由于本工件为圆形有导向凸模，故应满足： 式子中f为杆件的临界压力，此处为冲裁凸模所能承受的最大压力（冲裁力）(kn) f=1023.09kn则=1899mm故凸模l1899mm，该工件合格。 4.1.3凹模外形尺寸 按经验公式计算，h=kb （h15mm） c=（1.52）h，（c3040） 式子中：k为系数； b为最大孔口的宽度尺寸； 查简明冲压设计手册表610可知k=0.15； 则凹模厚度 h=kb=0.15289.7=43.45，故h=44； 凸模壁厚c=（1.52）h=（1.52）44=6688； l=s+(2.

36、54.0)h=289.7+(2.54.0)44=399.7465.7mmb=s1+2c=182.1+244=270.1mm按标准jb/t7643.11994确定矩形凹模板为：40025044（mm） 图 4-2 凹模结构 凸凹模的高度h=（上模固定板厚）+（橡胶块厚度）+（卸料板厚度）=27+36+15=78mm4.1.4卸料橡胶的选取（弹性元件）f卸=k卸f=0.0451023.09=46.04kn，由此可见该工件的卸料力不是很大，故选择比较容易安装的圆柱橡胶块即可。 （1）确定橡胶块的自由高度 h0，h工=h工作+h修磨=t+1+（510）=2+1+8=11mmh0=(3.54)h工=38

37、.544mm 故取h0=40mm（2）确定橡胶块的横截面积 a查冲压模具设计手册可以确定矩形橡胶块在预压量为10%15%时，其位压力1.1mpa，所以a=f卸/p=46.04103n/1.1mp=41872mm2（3）橡胶块的尺寸确定 结合该工件外形特点，该橡胶块外形是一个矩形，有工件外形尺寸，先假设一边长a=400mm，另一边则为b 则400b-402=a；则b=108.68，综合模具结构故取b=250；（4）橡胶块高度校核 橡胶块必须满足h0/d在0.5到1.5之间，才能说选择的橡胶块合理；该工件所需橡胶块最大外形高度为40mm，则h0/d=40/40=1，故满足0.5到1.5之间，所以选

38、择的橡胶块合格。橡胶块装模高度h=0.8540=34mm。 4.1.5固定板的选用上下固定板则用于将凹凸模固定在模座上，有矩形和圆形两种，固定板的尺寸设计必须要满足凸凹模安装孔，同时还应该考虑到卸料螺钉，导正销，以及一些定位装置。通常情况下固定板为（0.60.8）h凹，结合本工件外形尺寸，下固定板长度为0.6h凹=26.4mm，故选取下固定板为27mm。卸料板一般选取（1020）mm，本工件选取15mm。中间垫板选取24mm。材料都选取q235，同样固定板也能通过螺钉固定。 4.1.6垫板的选用垫板的作用主要用于缓冲和减轻凸凹模传来的压力，以减轻模座所承受的单位压力，防止模座因压力过大而引起的

39、破损，影响模具正常工作，模具是否选用垫板，必须要看模具所受压力的大小，本工件选取垫板厚度为12mm。4.2标准件的选取 4.2.1定位零件的选取 冲压模具的定位零件是指为了保证条料或毛坯在模具中处于正确的位置，定位零件的选取，决定了该工件的加工精度，安全性等各方面的要素。常用的定位零件有：定位板、定位销、导料销、导料板等。销钉：机械中常见的紧固件之一，作用是防止两个零件的相对位置错动。销钉的形状就是一根圆柱（像一截筷子的下部）或一个圆台（像一支粉笔），端部形式多样，有的端部轴向有孔，直径长度规格众多。 （1）挡料销的选取 挡料销的主要作用是对材料起定位作用，它需要保证每次冲裁是所要的合理的搭边

40、值，属于定位零件，在定位方面有很重要的地位，尤其是在冲裁模具中。 本工件则选取弹簧顶挡料装置。选取45钢查弹簧顶挡料装置（jb/t 7649.51994）可以设计如下所示挡料销图 43 档料销 （2）导正销 伸入材料孔中导正其在凹模内位置的销形零件。对工件进行精确定位，使工件位置复合模具加工步骤。导正销长度有很多所以只要选择直径便可以确定导正销本工件选择直径为16的如图44 图 44 导正销 4.2.2卸料装置的选取复合模具在冲裁时，板料容易卡在落料凸模边缘部位，所以复合模具需要安装卸料装置，卸料装置分为两种（1） 刚性卸料装置；（2）弹性卸料装置；刚性卸料装置：优点：卸料力大 ； 缺点：在冲

41、裁时，因为工件没有受到压料力的作用，所以冲裁后的孔件部分有明显的翘起现象。经常用于材料厚度相对较大、精度要求不是很高、相对较硬、的工件的冲裁。弹性卸料装置：优点：因为冲裁过程中弹性卸料板对工件有预压力的作用，所以冲裁后的孔件部分表面平整，精度相对比较高；缺点：卸料力小。经常用于精度要求相对较高，硬度较小，材料厚度小于2mm。综上所述，该工件选择弹性卸料装置。本次设计该卸料元件由卸料板、弹性元件（橡胶块）以及卸料螺钉组成的。4.2.3弹性卸料板弹性卸料板有2个作用（1）冲压开始时起到压料作用（2）在冲压结束时起到卸料作用。此弹性卸料板弹力的或许便是由橡胶块，用于工件精密度较高，工件较为平整。根据

42、该工件的外形以及凹模外形，可以确定该卸料板也为矩形，取该卸料板厚度为15mm。4.2.4卸料螺钉的选取本卸料装置选取圆柱头卸料螺钉（jb/t 7650.51994）选取m12的螺钉，数量为2个，为保证卸料平稳，均匀卸料，故每个卸料螺钉都一样高。 卸料螺钉如图45所示。图45卸料螺钉4.3推荐装置的设计 正装式复合模的结构特征，是凸凹模安装于上模。冲压工序完成后，滞留在凸凹模洞口中的冲孔废料借助于推件装置推出。4.3.1带肩推杆带肩推杆在整个冲压过程中，起到推动作用，使得整个冲压工件更平整，冲压受力更均匀。带肩推杆选用标准（jb/t 7650.11994）选取m20的带肩推杆即可满足本设计的要求

43、。如图46图 46 带肩推杆 4.3.1顶杆及顶板选用根据本工件的设计顶杆查标准（jb/t 7650.31994）选用d=20的顶杆如图47，顶板查标准（jb/t 7650.41994）选用d=40的如图48所示。 图 47 顶杆 图 48 顶板4.4 导向装置的设计通常加工零件时对于那些要求模具精度和制造精度较高，而且生产量大的零件。一般会采取导向装置来保证上下模导向的精确，保证零件加工精度。在模具闭合过程中起到了导向和定位的作用，小型工件通常选用导柱和导套来实现导向作用，本工件便是选择导柱和导套。考虑到本工件外形以及拆装导套和导柱的难易程度本次设计选用滑动式导柱和导套，导向机构必须具备耐磨

44、坚硬，所以导柱和导套选用20号钢，热处理淬火硬度为5862hrc。导柱的直径一般为1660mm之间，长度在90320mm之间。按标准选用导柱和导套时，导柱的长度应该确保上模座闭合状态时，导柱上端面与上模座上面间距不得小于1015mm，下模座底面与导柱底面的间距也应该为0.51mm以上。因为本工件厚度为2mm，所以本工件选用h7/h6配合的ii级精度模具。导柱尺寸：40260（a型导柱）（查标准gb/t 2861.11996）如图49导套尺寸：5515053（a型导套）（查标准gb/t 2861.61990）如图410 图 49 导柱 图 410 导套4.5 模柄的设计在安装在上模架最上面的柄状

45、的零件,类型有很多种,因为冲压模是要装到压力机上的,在压力机的滑块上会有一个孔,这个孔就是模柄插进去的地方,滑块上会有锁紧机构,在模具设计时你的模柄就要和你选的压力机的模柄孔要相符才行。模柄的作用是使上模在压力机上有一个比较准确的位置(精度要求高时还需要导柱导套),并且压力机的滑块在上升时,也需要模柄来传递上模向上运动的动力。根据该工件的结构及设计要求，选用压入式模柄（jb/t 7646.11994）选用d=50的模柄，如图411。图 411 模柄4.6 确定模架结构冲压模具的模架由上下模座和导向装置组成。 凹模外形尺寸为为标准件，根据（gb/t 2851.31990）选取凹模为400mm25

46、0mm44mm。根据工件类型，选取该模架为后侧导柱模架，查简明冲压模具设计手册表6-74和表6-75上模座： 400mm250mm55mm（gb/t 2855.51990）下模座： 400mm250mm60mm（gb/t 2855.61990）导柱 ： 40mm260mm（a型导柱）如图4-9导套 ： 55mm150mm53mm（a型导套）如图4-10 4.7冲模安全 对于每种加工，以及操作安全都是首位的，没有安全的保证，一切设计都是空想。 然而对于冲压模具的设计的安全性也是必不可少的。冲模的安全，不仅要考虑到模具的安全，而且还需要考虑到人的安全。 1.想要避免因偏心而引起的压力集中从而导致模具损坏，就必须要将模具的几何中心、零件的受力中心和压机的压力中心此三心必须合一。 2.想要避免模具棱角在压应力的作用之下而产生变形、损坏从而弹出的等问题，就尽量将模具的上模面，面对着操作者的那一面做成一个斜面，在减少了频繁使用的同时也增大了操作者的操作空间。 3.想要减少凸模损坏弹出，就得对冲裁加工方面，要考虑到凸模的硬