端盖冲孔切边复合模设计说明书讲解

1、端盖冲孔切边复合模设计第一章 绪论1.1 冲压模具的现状与发展趋势1.1.1 我国模具技术的现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模 具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大 变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波 和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、 康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心； 中外合资和外商独资的模具企业现已有几 千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质 量、成本和新产品的

2、开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一， 模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志， 并在很大程度上决定 企业的生存空间。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度， 将技术进步视为企业发展的重要动 力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用 UG、Pro/Engineer 、I-DEAS、 Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow 、C-Flow、DYNAFOR、MOptris 和 MAGMASO等FT CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表 的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风

3、汽车公司模具厂、一汽模具中心等模 具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的 研究和开发。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高 模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成 型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KMAS软件，华中理工大学模具技术国家 重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学 模具 CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中

4、取得了令人瞩 目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模 具加工设备中的比重比较低； CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应 用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装 备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品 中， 60%80%的零部件都要依靠模具成形(型) 。用模具生产制件所具备的高精度、高复 杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是 “效益放大器”，用模具生

5、产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百 倍。目前全世界模具年产值约为 600 亿美元， 日、美等工业发达国家的模具工业产值已 超过机床工业。近几年，我国模具工业一直以每年 15%左右的增长速度发展， 2003 年， 我国模具总产值超过 400 亿元人民币。中国模具产业除了要继续提高生产能力， 今后更要着重于行业内部结构的调整和技术 发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档 模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能 复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光 技术、信息化方向发

6、展。1.1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、“精度高”、“质量好”、 “价格低廉的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：1) 全面推广 CAD/CAM/CA技E 术模具 CAD/CAM/CA技E 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CA技E 术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM技术培训和技术服务的力 度；进一步扩大 CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CA技E 术跨地 区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟 制造成为可能。2)

7、高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光 洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技 术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的 敏捷化、智能化、集成化方向发展。3) 模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的 诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有 的数控铣床及加工中心上， 实现快速数据采集、 自动生成各种不同数控系统的加工程序、 不同格式的 CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描

8、系统已在汽车、摩托 车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。4) 电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术， 这是一种替代传统的用成型电极 加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工( 像数控铣一样) ，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发 展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。5) 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。6) 优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用

9、相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。 模具 热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。 模具热处理的发展方向 是采用真空热处理。 模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积 (TiN 、TiC 等)、等 离子喷涂等技术。7) 模具研磨抛光将自动化、智能化 模具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。8) 模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定 位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔

10、性同步系统；有质量监 测控制系统。 CNC雕刻机在国内的发展上从最近的一两年才有较大的发展，相关加工厂 和使用单位时刻以敏锐的眼光盯着厂家的动向， 这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不 敢松懈的真正原因所在。作为用户当然要选合适的设备，如果选型不当，不但不能赚钱 反而令陷入为机器打工的苦涩局面。那么什么样的机床才是好机床？我们认为好机床的定义是这样的：能够在短期内收回投资的机床才是好机床。数控 机床的设计使用寿命一般为 7 年，主要是数控方面的使用寿命为准，这样花钱和挣钱的 比例关系将直接影响您的生意，所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。在 国外很早就有雕铣机的名词（ CNC engr

11、aving and milling machine ），严格地讲雕是铣 的一部分，是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己的问题。另外，还 有目前盛行的高速切削机（ HSCMACHIN）。E还是让我们首先搞清楚三个机型区别：1）数控铣和加工中心 用于完成较大铣削量的工件的加工设备2）数控雕铣机 用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备3）高速切削机床 用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设 备。1.2 课题研究的理论依据1）冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，包括落料、冲孔、切口、修边等。 用它可以制作零件或为弯曲、拉深、成形等工序准备毛坯。从板料冲下所需形状的零

12、件 叫落料，在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）叫冲孔。2）冲裁过程：冲裁即是分离工序，工件受力时必须从弹、塑性变形开始，以断裂 告终。当凸模下降接触板料，板料即受到凸、凹模压力而产生弹性变形，由于力矩的存 在，使板料产生弯曲，即从模具表面上翘起。随着凸模下压，模具刃口压入材料，内应 力状态满足塑性条件时，产生塑性变形，不同凸模行程，其变形程度不同，且凹模刃口 附近变形大于凸模刃口附近的变形。 由此可知，塑性变形从刃口开始， 随着切刃的深入， 变形区向板料的深度方向发展、扩大，直到板料的整个厚度方向上塑性变形，板料的一 部分相对另一部分移动。力矩将板料压向整个厚度方向上产生塑性变形，板料的

13、一部分 相对于另一部分移动。力矩将板料压向切刃的侧表面，故切刃相对于板料移动时，这些 力将表面平压，在切口表面上形成光亮带。当切刃附近材料各层中达到极限应变与应力 值时，便产生微裂，裂纹产生后，沿着大剪应速度方向发展，直至上、下裂纹会合，板 料就完全分离。3）模具间隙：模具间隙系指凸、凹模刃口缝隙的距离，用符号c 表示，俗称单面间隙。而双面间隙用 Z 表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大，是冲裁工 艺与模具设计中的一个极其重要的问题。第二章 冲压成型工艺分析和工艺方案的确定2.1 冲压的基本工序分类及模具类型的选择 冲压工序基本分为以下两大类： 第一类是材料受外力后应力超过其强度

14、极限，使材料发生剪裂或局部剪裂。诸如： 板料的剪裂、剪截、冲孔、落料、切口、整修、裁切、冲口等多种作业形式，但均属于 分离工序；第二类是材料受到外力应力超过其屈服极限，使材料经过塑性变形后成一定 的形状。诸如：弯曲、缩口、卷边、扭转、拉伸、起伏成形、体积冲压等变形方式，但 均属于变形工序。 将上述两个以上的单工序连续冲压与复合在一套模具上冲压便构成连 续冲压与复合冲压工序。上述各种冲压变形工序所用的模具，虽然结构千变万化，但仍然可按其冲压过程的 动作特征、主要结构特点以及完成的工艺作业类别，将其划分成以下几大类：1）单工序冲模（亦称单冲模） 这种冲模是在压力机的一次行程中只完成一个冲压工艺工序

15、。 一般均以其完成的冲 压工艺工序的名称来命名：如只进行冲孔的称之为冲孔模；只进行一次弯曲的称为弯曲 模。2）连续模（亦称多工序连续模） 这种模具是在压力机一次行程中，在模具的不同工位上，能同时完成两个或两个以 上冲压工序。根据连续完成的冲压工序的工艺作业类别又将连续模分为：多工位连续冲 裁模、多工位连续式复合模两种。连续模只有冲裁工位的，即只进行冲孔、切口、落料 等属于冲裁作业的工位，称为多工位连续冲裁模。如果连续模诸工位中，除了冲裁作业 外，还有拉伸或弯曲、成形：包括翻边、冲挤、压印等属于冲裁式复合模。3）复合模 该类模具仅一个工位，在压力机的一次行程中能完成两个或两个以上冲压工步，根 据

16、这类模具完成的冲压工步的类别，可将其分为：冲裁式复合模、综合式复合模两种。 只完成冲裁作业的复合模，最常见的是冲孔落料复合模。如果连续模诸工位中 , 除了 冲裁作业外，还有拉伸或弯曲、成形任意一个或一个以上变形工步的复合模，通称其为 综合式复合模、多工位连续式复合模。2.2 冲模设计与制造的程序 由于国内目前正处在市场经济的管理体制与生产组织形式正在逐步改革和健全过 程之中，故目前国内对冲模设计与制造的程序，尚无固定的标准模式，但整个过程大致 可以分为如下七个阶段：1）冲压设计。提供冲件图及技术要求；2）编制冲压工艺文件。包括：冲压工艺卡、冲压工艺手则、工序质量分析表、工 序质量控制图等；3）

17、冲模设计。符合工艺要求，结构合理，制造容易的整套冲模图纸；4）冲模制造。按冲模图纸制造的冲模，其零部件全部合格且冲出冲件符合冲件图 要求，冲模经验合格证，方可交付使用；5）试模验证。新冲模须经冲件设计，冲压工艺编制人员、冲模设计者、使用单位、 专职检验员、安全员等有关人员共同参加，进行试模考核与验证，合格后各方算验证通 过。6）投产使用试模验证。新冲模交付使用必须有冲模验证单等随行文本。并要 在使用过程做投产、维修、出现与解决的问题等记录工作。7）维修保管。每次使用完成，必须将最后冲制的样件栓在模具上，同上述填写好 的技术档案及有关记录一并送检后入库。需要修理至合格后方入库保管备用。2.3 冲

18、压工艺编制与冲模设计的步骤和内容2.3.1 冲压工艺编制根据冲压件图编制冲压工艺的步骤和主要内容如下：1）进行冲件工艺分析即研究并熟悉冲件结构形状、尺寸、冲压加工工艺及冲压精 度，了解冲件材料及材料质量，尤其是表面质量。这一阶段实际上是编制冲压工艺的前 期准备工作 ,十分重要。首先要详细了解冲件在整个产品中的地位、作用及性能 , 要研究 和分析冲件的冲压工艺性及改变冲件结构尺寸与形状从而简化加工过程及冲模结构的 可能性；研究冲件在现场条下进行经济冲压实现成批与大量生产的可能性；改变冲件结 构形状与尺寸实现少无废料冲压的可能性。2）确定生产性质，投产批量和年总产量。为经济合理的选定冲模类型，结构

19、及最 经济的制模工艺提供可靠依据。3）确定工艺要素，编制工艺文件。1）确定冲压件生产的工序及设备种类；（2）设计排样图。按照考虑年产量和按月收入批量初选的冲模类型，依冲压件的 结构形状，尺寸与形位精度，进行排样图设计。（3）计算材料利用率。根据设计完成的排样图，按规定方法计算材料利用率、单 件材料消耗定额并确定允许废品率。（4）计算冲压力，选定冲压设备。（5）编制冲压工艺初稿，并与冲压工艺施工人员、冲模设计者、产品设计人、质 检人员等有关人员商讨、会签、最后形成正式文件。（ 6） 提出冲模设计任务书。2. 冲模设计根据冲压件图和以此图编制的全部工艺文件、 现场冲压设备使用说明书等进行冲模 设计

20、，需要经历的步骤和完成的工作内容如下：1）模具设计与从制造的角度出发。在确保冲件质量的基础上，从改善制模工艺性、 提高模具寿命出发、分析研究冲件的冲压结构工艺性，熟悉冲件图结构、尺寸与形位精 度、其他技术要求等。2）提供冲模设计的有关工艺文件是否齐全，包括：冲压件图、全套冲压工艺文件、 冲模设计任务书等。3）分析冲压工艺的合理性。排样图、变形过程图及冲模结构选型是否先进、恰当、 经济合理。4）核算冲压力，含冲压附加压力，诸如：卸料力、顶件力、卸件力、废料切断刀、 拉深压边力、弹压卸料板压料力、弹性元件的弹力等。根据计算总压力选用设备的合理 性、冲模装夹是否困难，压力机的形程、闭合高度、压力行程

21、曲线能否满足工艺施工要 求，排样图中搭边与沿边值以及排样方法是否合理，工步顺序及工位布置是否合适等。5）最后者组合的卸料系统。（3）顶件系统与卸件装置的设计，从冲模结构考虑：落料凹模装在下模的正装复 合冲裁模以及上模出件的弯曲、拉深、翻边等单工序模和多工位连续式复合模的这些工 艺作业的工位，一般都要在其凹模洞口中设顶件器。顶件器一般由装在下模下边的弹性 元件驱动，而卸件器则靠一套刚性顶杆、推板推卸出件。上述装置设计模具时要根据实 际需要设置。（4）进位限位装置设计。根据排样图确定的使用侧刃、挡料销的位置及尺寸，选 用标准规定的合适类型与规格。此外，还要根据模具结构和提高送进材料定位精度的实 际

22、需要，设计侧压装置、挡料销、工艺定位孔等，始用挡料销、固定挡料销种类繁多， 应按冲件厚度、结构形状与尺寸、搭边宽度等情况选用。（5）选定冲模制造精度等级， 主要依据冲件图要求的冲压精度， 一般要提高 12 级精度，作为冲模制造精度的等级。凸、凹模工作尺寸、进距误差、多工送进误差等均 需以确定的冲模制造精度为依据进行计算，以确保冲制工件尺寸精度不超差。外，否则会产生偏移弯矩，加速压力机滑块与导轨以及模具导向机构的磨损按确定 的冲模类型，规定冲模总体结构，提出采用典型设计组合、冲模零部件标准及有关设计 要求。就冲裁模而言，对单工序模、冲裁复合模、多工位连续式冲裁模，应采用 GB2851287581

23、冷冲模以及 1990 年修订本的国家标准中规定的典型组合标准规 格，并按其规定选配成套冷冲模标准零部件、模板等标准件。对于含有拉深、弯曲、内 外缘翻边等也尽量考虑使用上述标准，以利于制模。6）冲模的细部设计与计算，包括：（ 1） 送出料装置的配置及操作方式的确定。在单件、小批量生产中，一般不配用送出 装置而用手工操作；大批量生产中应配用通用或专用自动送出料装置，以确保生产安全 高效，中批生产可考虑由模具带动的钩式简易送料装置和拔杆卸料器， 可实现连续冲压。（2）压料与卸料系统的设计，要依据冲件图对工件平面度的要求和原料的厚度， 冲件形状及变形工步，确定压料与否，而后确定固定卸料板还是弹性卸料板

24、，甚至分工 位两。（7） 计算冲模工作零件尺寸，首先按冲件材料种类及厚度选定间隙极其取向再行 计算。除凸、凹模刃口尺寸需按事先选定或工厂习惯采用的制模工艺进行计算外、与此 有关的固定板、卸料板及与其配对便用的斜楔滑块、钩式送料装置的零部件尺寸，都要 进行计算并确定下来，方可制图。7）根据选用的 GB2851287581冷冲模国标，按其规定配用的标准模架及成 套零部并考虑上述各步骤设计内容及结果，绘出模具总装配图和非标准零件。在绘制冲模总装配图时需注意解决好以下一些问题：（1）按冲件的冲压工艺过程卡规定使用的冲压设备及其主要技术规格，诸如：压 力机台面尺寸，压力机台面及其滑块上装模柄孔的尺寸、最

25、小闭合高度等参数，作为选 用标准模架和模柄以及确定模座底面积、模具落料孔以及模具平面装夹尺寸的依据。即 便选用标准典型组合，也必须考虑上述参数给予衔接；（2）注意设计合适的凹模结构形状，并对其强度进行必要的校核；（3）凸模长度要进行细致的计算，对于小孔冲模，当凸模直径等于或小于料厚或 冲裁高强度材料小孔时，除在结构上采取加固措施外，对凸模的抗压强度和抗纵弯稳定 性要分别进行比要的验算； （ 6） 计算并确定冲模的压力中心。对于多工位连续模这一 点较为重要。欲使冲模工件正常而平稳，要使其压力中心与其模柄的轴心线重合，最多 不得超过模柄的投影面积之（4）注意拔杆卸件系统、模具带动的送料装置等直接装

26、在模具上或与模具联动的 机构，与模具主冲压动作的协调、配合。必要时可先设计并绘出各机构动作过程组合曲 线图，防止在一个部位动作相碰撞。2. 冲模制造工艺的选择 冲模制造工艺是冲模非标准工作零件即非圆形凸、凹模的制造方法。冲模的标准零 部件，包括一些圆形凸模及圆凹模的加工工艺都已定型且这些零件大多可在市场上随时 购买。故通常所说的冲模制造工艺是指那些需要另行单独制造的非圆凸、凹模以及其他 复杂的非标准凸、凹模的制造方法。首先应该将需要加工的凸、凹模零件表面按其用途、作用及加工工艺不同分为：配合面与接触 面两种。配合面是在冲模组装或总装时，该面与其他零部件配合，要求有一定的尺寸与形位精度及 表面粗

27、糙度。对工艺分析包括技术和经济方面两个方面内容。在技术方面，根据工件图，主要分 析该冲压件的形状特点、 尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺要求； 在经济方面，主要根据冲压件生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的 经济效益。因此，冲压件的工艺分析，主要讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最 简单经最经济的方法冲压出来。能够做到的，表示该冲压件的工艺性好；反之，工艺性 差。影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素有以下几个方面该制件形状比较简单，都是由圆弧组成的，尺寸一般，厚度适中，大批量，属于普 通冲压件，但是有几点应注意：1） 由于零件上有 4 个

28、小孔和一个大孔，落料的同时要保证所冲 4个小孔的位置精 度。2） 大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的寿命。第三章模具结构方案的确定设计落料-冲孔复合模，因制件材料是 50CrVA，材料抗剪强度高， 卸料力很大， 采用弹性卸料需要在模具的很多位置安装弹性卸料装置，使模具结构复杂，故不采 用。又由于制件尺寸较大，采用打料杆又会影响制件的平整性，故采用打料杆与卸 料板接触，由卸料板卸料的结构。又由制件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚， 所以复合模采用倒装复合模及打料杆接触卸料板的卸料方式和定位钉定位方式。 模 具特点是采用了挡料销。其工作大致是：条料从右方送进，开始两次行程由第一第

29、二两个临时挡料销挡料，以后由自动挡料销挡料。导正销则是使孔与外形保证有较 准确的位置。工件名称 : 冲孔落料件 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 厚度 t = 1.mm 1. 零件的尺寸2 毛坯计算冲裁件在条料上的布置方法称为排样。排样设计包括选择排样方法、确定搭边值、 计算条料宽度和送料步距，计算材料利用率，画排样图。（1） 排样方法的选择 根据对所给零件的分析，采用直排有废料排样方式，这样可以保证冲件质量，提高 模具寿命。可以补偿送料误差，以保证冲出合格工件；保持条料刚度利于送料，避免废 料丝进入模具间隙损坏模具。（2） 计算冲裁件面积：由软件可求出冲裁件直径 D=76.2mm查表

30、3-10 2 得到，工件间 a=1mm搭, 边 a1=1.2mm（3）步距和条料宽度的计算步距 H=b+c1=78.2 mm条料宽度 B= 76.2+2 （a-0.5 ）+0.5=77.7mm（4）材料利用率的计算 材料利用率： = 68.5%（5）毛坯图如图 3-1第四章各部分工艺力计算（ 1）冲孔力计算 ：F冲 1.3Lt式中 F冲 冲孔力（ N）L 工件内轮廓周长（ mm）t材料厚度（ mm） ,t=1.5mm ；材料的抗剪强度（ MPa）。由书末附录 A1 查得 =300MPa则 F1 1.3 4.5 3.14mm 1.5mm 300MPa 8.266kNF总1 8.266 4 33.

31、0kNF2 1.3 70 3.14mm 1.5mm 300MPa 128.58kN2） 推件力 ：F推 nK推 F冲式中 K推推件力因数，其值由表 2-15 查得 K推=0.063 ；n 工件卡在凹模内的个数，取 n=4F推 4 0.055 161.58kN 3.839kN（ 3）落料力计算 ：F落 1.3Lt式中 F落 落料力（ N）；L 工件外轮廓周长（ mm） ； t 材料厚度 t=1.5mm ；材料的抗剪强度 MPa 。由书表查得 =300MPa。则 F落 1.3 20 3.14mm 1.5mm 300MPa 36.738kN （4）卸料力计算 按式 （2-11 ）：F卸 K卸 F冲式

32、中 K卸 卸料力因数，其值由表 2-15 查得 K 卸=0.05 。则 F卸 =0.05 161.58kN 8.07kN（5）总的冲裁力为：F F 冲 F 推 F落 F卸 210kN2. 冲压设备的选择 由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力F压 （1.61.8）F总 选择压力力机。参照书选取公称压力为 250N的开式压力机。其余模具设计的有关参数为： 公称压力： 250kN滑块行程：固定行程 ：S=80mm调节行程： S1=80mm s2=10mm最大闭合高度：固定台和可倾 : Hmax 250mm活动台位置： H1 360mm, H 2 180mm 封闭高度调节量： 70mm工作台

33、孔径： 260mm 130mm（左右前后）直径 d=180mm模柄孔尺寸： 50mm 70mm第五章 . 主要工作部分尺寸计算冲孔刃口 1 尺寸计算 :根据表查得冲裁刃口双面间隙 Zmin 0.21mm， Zmax 0.25mm。未注公差的零件尺寸 按 IT14 级精度计算，查书可得 20mm 的极限偏差 =0.2mm。磨损因数由表查得 x=0.75 。冲孔凸、凹模的制造公差由表查得： 凸 0.020mm, 凹 0.025mm 。校核： 凸 凹 0.04mm Zmax Zmin 0.03mm 因此，凸、凹模采用配作加工方法。则凸模刃口尺寸d凸 （d x ） 凸 20. 0.020mmd凹 （d

34、 x ）0 凸 20.00.025mm凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保证其双间隙为 0.020.04mm。冲孔刃口 2 尺寸计算 :落料件尺寸 4.5mm 的极限偏差由表查得 x=0.75 。凹模的制造公差 凹 0.03mm 。则凹模尺寸D凸 （D x ）0 凹 4.50-00.02 mmD凹 （D x ）0 凹 4.5000.02 mm凸模尺寸按照凹模尺寸配作，保证其最小间隙为零2.切边刃口 2 尺寸计算 :落料件尺寸 70mm 的极限偏差由表查得 x=0.75凹模的制造公差 凹 0.03mm 。则凹模尺寸 D凹凸 （D x ）0 凹 7000.03mmD凸 （D-x ）0 凹 70-00.0

35、2mm1）凹模的外形结构与轮廓尺寸表 3-5 凹模的外形结构与轮廓尺寸项目公式结果取值备注凸凹模高度H 3 F冲 10 140mm40mm查表 8-3 2 k=0.20凸凹模壁厚c=1.5H3030凸凹模周界尺 寸7070凸模切边凸凹模工作部分尺寸冲小孔凸模冲孔凸凹模工作部分尺寸 复合模中的主要零件、冲孔落料凸凹模的工作部分尺寸如图所示 : 模具主要零件及结构设计 模具的结构如图。 主要是由上模座、 下模座、 冲孔凸凹模、 落料凸凹模、卸料板等主要零件组成。第六章 . 模具主要零部件的结构和设计1) 圆形凸模 中间大孔为圆形，选用圆形凸模。凸模做成阶梯形，用以增加强度。凸模用凸模固 定板和凸模

36、垫板模座连接在一起，凸模垫板，凸模固定板用内六角螺钉与上模座连接在 一起。2) 凹模凹模由内六角螺钉和圆柱销固定在上模座上。刃口选用直筒形，刃口强度较高，刃 磨后工作部分尺寸不变。为保证工件的平整性，在该凹模内安装护板，有利于提高冲压 质量，适合冲压形状复杂的工件。最大缺点每次冲压后，工件或废料在凹模内，会增加 孔壁磨损。3) 凸凹模凹模由内六角螺钉和圆柱销固定在下模座上。4) 卸料板部件设计(1) 弹性卸料板有一定的厚度，用螺栓和销钉固定在下模座上，能承受的卸料力 比较大。固定卸料板和凸模的单边间隙，一般取 0.1 0.5mm，但不小于 0.05mm。固定 卸料板厚度与冲裁力大小、卸料尺寸等

37、有关，一般取 5 10mm。.(2) 卸料橡胶计算采用橡胶块作为弹性元件。具有承受载荷比弹簧大，安全与安装调整方便等优点。 橡胶块的选用包括决定其品种、高度及截面尺寸等等。a) 橡胶块品种的选择考虑到模具结构，选用四个圆筒形的聚氨酯橡胶，则每个橡胶所承受的预压力为：Fy=F卸料力/4=28 103N/4=7103Nb) 确定橡胶的横截面积 A。取 hy=10%h0=0.1h0, 查表 3-35 2 ，得到 P=1.1MPa,则 A= Fy/P=7.675 103N/1.1=6.98 103( mm2)c) 橡胶块截面尺寸的计算选用直径为 12mm的卸料螺钉，取橡胶上螺钉过孔的直径为 d=16m

38、m，则橡胶外径D= d d 4A/3.14 = 144 4 6980/3.14 mm=95mmd) 计算并校核橡胶块高度h0= 3 10 (mm)=52(mm)0.35 0.10因 为 h0/D=52/95=0.55, 故 所 选 橡 胶 符 合 要 求 。 橡 胶 的 安 装 高 度ha=h0-h y=52-52 0.1=46.8(mm)卸料螺钉及其设置a) 螺纹长度虽短但与光杆段有台阶，可保证旋入弹性压力板后不易松动b) 螺钉长度使指光杆段长度且有公差要求，便于保证弹性卸料板工作平面与模面 平行c) 螺钉材料为 45 号钢且要求热处理硬度为 3540HRC，以便保证螺钉有足够的强 度，能够

39、承受卸料过程中反复作用的拉应力。d) 卸料螺钉的长度的确定卸料螺钉 A：L=43mm+22mm=60mm卸料螺钉 B：L=43mm+22mm=60mme) 模座沉孔深度的计算 h=20+3+10+15=98mm5) 导柱导套 导柱和导套都是圆柱形， 加工方便，容易装配， 是模具行业应用最广泛的导向装置。导柱的直径一般在 16 60mm之间，长度 L 在 90320mm之间，下部长度与下模板导柱 孔采用过盈配合，配合时，孔径会收缩，所以导套过盈配合部分的孔径应比导套和导柱 间隙配合孔径增大 1mm。导住和导套为间隙配合，要求配合表面坚硬和耐磨，且有一定的强韧性，常用 20 号钢制作，表面经过渗碳

40、淬火处理，硬度为 HRC5862，渗碳层深度 0.8 1.2mm6. 冲 模 的 闭 合 高 度 应 介 于 压 力 机 的 最 大 装 模 高 度 及 最 小 装 模 高 度 之 间 H max 5 H H min 10第七章模具的工作过程 本套模具可完成落料、冲孔两个工序。条料送进时，有弹顶挡了销导向，冲首件是以 目测定位，待冲第二个工件时，则用挡料销定位。模具工作时，用压力机的气垫压边， 可获得较大的压边力，压力和行程的大小也容易调节，另外，可使模具结构简单。气垫 压边是通过拖杆传到压边圈上进行压边的。工件制出后，上模上行，打杆和推件块起作 用，把工件从凸凹模中推出。1 下模座 2. 垫

41、板 3 导柱 4 凸凹模 5 凸模 6 卸料板 7 冲小孔模 8 垫板 9 上 模座 10 冲大孔凸模 11 六角螺钉 12 螺钉 13 模柄 14 推杆 15 卸料螺钉 16 销钉 17 导套 18 螺钉 19 销钉 20 卸料板 21 卸料橡胶 22 卸料螺钉 23 推件板第八章 . 模架的选择根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置尺寸、参照有关资料选择模架 上模座： 160 125 35 铸钢下模座： 160 125 40铸钢导柱： 22 15020渗碳导套： 22 38 20 渗碳 导柱、导套经过热处理后，达到淬火硬度 6266HRC。冲孔凸模、落料凹模等材料采用 T10A, 热处理后

42、淬火硬度为 6064HRC。第九章冲模工作零件机械加工工艺过程1 凸模加工工艺工程圆形凸模加工比较简单，热处理前毛坯经车削加工，配合面留适当磨削余量；热处 理后，经外圆磨削而可以达到其技术要求。在加工中，可采用一次装夹或采用一定位基 准安装加工的工艺措施来保证。其加工过工程为： 下料锻造退火粗加工粗磨基准面画线工作面半精加 工淬火、回火磨削修研2 凸凹模加工工艺过程圆形凹模加工凹模加工属于孔系加工，除保证孔的尺寸和形状精度外，还要保证各型孔间的位置 精度，可采用高精度坐标镗床加工非圆形凹模加工加工过程为： 下料 锻造 退火 粗加工六面 粗磨基准面 画线 型孔半 精加工 （型孔精加工） 淬火、回火 精磨第十章模具装配1 冲模装配冲压模具的装配是按照设计要求、 结构特点和技术条件， 以一定的装配顺序和方法， 将模具零件连接或固定起来，达到一定的装配技术要求，并保证加工出合格冲压件的过 程。对于冲裁模，既要保证零件的加工精度，也要保证装配技术要求，若装配不能保证 均匀的冲裁间隙，会影响冲压件的质量及模具的使用、维修和寿命。在模具进行装配之前，要仔细研究设计图样，按照模具的结构和技术要求，确定合 理的装配顺序及装配方法，选择合理的检