带自动退料机构的冲孔模设计

1、目 录1 绪论21.1 冲压的概念、特点及应用21.2 冲压的基本工序及模具31.3 冲压技术的现状及技术方向41.3.1 现状4 未来冲压模具制造技术发展趋势51.4 本次设计的内容、要求61.4.1 设计内容及技术要求61.4.2 主要技术参数71.4.3 应完成的工作量82 冲孔工件的工艺分析82.1 零件的工艺性分析82.2 冲裁件的精度与粗糙度82.3 模具总体结构设计方案93 工艺力的计算94 冲压设备的选择115 模具工作零件的设计145.1 凸、凹模设计145.2 强度校核175.3 斜楔机构的设计19 斜楔机构尺寸195.3.2 斜楔的形状与安装205.3.3 滑块的基本结构

2、23 斜楔机构中的复位机构256 辅助结构276.1 选择紧固件及定位零件276.1.1 螺钉规格的选用276.1.2 销钉规格的选用276.1.3 挡料销的选用276.1.4 凸模固定板286.2 压料板296.3 设计和选用卸料与出件零件306.4 选择模架及其它模具零件316.4.1 选择模架316.4.2 装配基准的确定31总结32参考文献33致谢341 绪论1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来

3、加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和

4、冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，

5、有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不良采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质

6、量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分

7、散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等

8、。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.3 冲压技术的现状及技术方向1.3.1 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

9、、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、康家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量，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/engine

10、er、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、等CAE软件，并成功用于模的设计中。虽然中国模具工业在过去10多年中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。我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广

11、泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具

12、共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，

13、尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高 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”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/CA

14、M/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技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/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM/CAE培训的技术服务的力度；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/CAE技术跨地区、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，使虚拟成为可能。(2)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、热变形小的优点。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

15、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(

16、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

17、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；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.4 本次设计的内容、要求1.4.1 设计内容及技术要求1、完成制件的冲孔模设计。A 冲压件工艺性分析、工艺方案设计，模具总体结构设计B 模具的斜冲孔结构设计 C 模具工作、定位、导向、固定等零件的设计、计算D 模具推板式送料机构设计E

18、卸料机构设计2、模具总装配图3、模具零件图4、编写设计说明书及译文。 主要技术参数图1-1技术要求：1、工件图（如图1-1所示）2、材料 ：Q235钢3、料厚：3mm4、生产批量：大批量5、未注公差:按IT14级确定。 应完成的工作量1、模具装配图（A0)2、模具剖视图（A0)3、主要部分非标准件的零件图（折合A0)4、设计说明书不少于1.2万字，译文不少于3千字。5、手工绘制A1图一张2 冲孔工件的工艺分析2.1 零件的工艺性分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件

19、的工艺性就差。当然工艺性的好或者坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析：该零件材料为Q235钢，工件结构简单,形状对称, 如图1.1所示零件尺寸，宽带b=42mm,厚度t=3mm,满足设计要求d>2t,且冲裁件外形由直线和圆弧组成，没有尖角，且圆角半径r>0.5t有利用模具寿命。零件冲孔d=12mm,查表2-1，已知材料Q235钢屈服点大小235Mpa，选dt为最小孔，满足要求。表2-1 自由凸模冲孔的最小尺寸(mm)材料圆孔方形孔矩形孔长圆孔钢>

20、700Mpa钢=400-700Mpa钢<400Mpa铜 黄铜d1.5td1.3tdtd0.9td1.2tdtd0.8td0.7td1.35td1.2td0.9td0.8td1.1td0.9td0.7td0.6t零件冲孔与边缘的间距d=21-（29/2）=6.5mm，d>t满足设计要求。2.2 冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT14级,一般冲孔件公差等级最好低于IT9级,由表可得冲孔公差为0.08，而冲件公差,最高精度冲孔公差为0.15。由查表得孔中心距公差 ±0.15而冲件孔中心距最高精度公差为±0.25,因此可用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达

21、到要求。由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,我们不必考虑。2.3 模具总体结构设计方案本模具设计是为了完成制件的冲孔工序。设计中所提供的燃油箱托架是材料厚度为3mm的Q235钢，该零件需冲出直径为10.5mm的两个侧孔与尾部一个直径是12mm的垂直孔。对该零件进行详细研究，并查阅有关资料，认为该零件可一次冲制成形，并将该零件设计为冲孔单工序模。因为两个侧孔的冲孔毛刺卡在凹模内，制件不易取出，故本冲孔模装有自动退件装置。经过对燃油箱托架工件的工艺阐发，确定工作的重点主要集中在模具工作部分零件的设计(比如：凸模、凹模、凸凹模、压料装置、弹簧、斜楔机构等)，各类固定板的设计和相关尺寸计算和校核。此工件的

22、形状特点、尺寸大小、精度要求及所用的材料符合冲压工艺的要求。由冲压件的材料、厚度、几何形状、尺寸大小和精度要求可知完成此件需要斜冲孔机构，即采用斜楔机构把压床滑块的上下运动转换为斜楔滑块的倾斜运动。对于中小型企业，常用的自动机构是在冲模本身上装有卸料结构。其工作过程如下所述：在工作开始前，活动定位块在弹簧的作用下靠贴在定位块上。当压床滑块下行时，斜楔首先越过滑块，而后活动定位块在斜楔的作用下向左移动，并将工件推到正确位置，接着进行冲孔。当压床滑块上行时，活动定位块在弹簧的作用下向右移动，而后斜楔推动滑块向右移动，装在滑块上的螺钉就推动制件，使制件上的侧孔与凹模的孔错开，这样侧孔毛刺就不影响取件

23、。为了防止冲孔废料顶死，将有浮动顶销，保证废料在浮动顶销头部斜面的作用下落入废料槽中。此外，在冲压过程中，由于半圆形工件与凹模及凹模固定板的粘附力较大，需采用卸料机构将冲完孔的制件一端稍微抬起，使制件沿固定板上的斜面流出。因此，此模具设计的关键点是：斜楔冲孔；定位机构；自动退料机构。3 工艺力的计算普通平刃冲裁模 ，其冲裁力FP一般可按下式计算： FPtL式中：材料抗剪强度 ，见附表 (MPa)；     L冲裁周边总长(mm)；     T材料厚度(mm)b抗拉强度为235(MPa)d材料最大宽度材料抗剪强度：=（1.2×

24、t/d+0.6）*b 150(MPa)冲孔边缘: L=12×3.14=37.68(mm)冲孔力： FP=Lt=91.06 ×150× 3=16956 N考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动，材料的机械性能的变化，材料厚度偏差的，实际所需的冲裁力还要增加30，即： F=1.3×FP =22042.8 N当上模完成一次冲孔后，冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内，模面上的材料因弹性收缩而紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力 ；从凹模

25、内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力；从凹模内向上顶出制件需的力，称为顶件力 (图3-1)。由于本模具是单工序的冲孔模，所以只需要计算卸料力。影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多，要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验公式计算： 卸料力FF 图 3-1 工艺力示意图由下表3-1查的K=0.045 材料厚度/（mm）KK1K2钢0.10.1 0.50.5 2.52.5 6.56.50.1 0.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.030.0650.0750.0450.0550.04 0.050.030.040.020.03解得：FQ=0.045

26、5;16956=763.02 N 4 冲压设备的选择初选压力机JH23-25压力机的选择主要包括两方面的内容：类型和规格 （1） 压力机类型的选择 压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质,生产批量,冲压件的尺寸及精度要求等。（2）压力机规格的选择 压力机规格的选择主要依据冲压件尺寸，变形力大小及模具尺寸等，初选压力机规格是主要选择压力机的公称压力，行程次数参数，闭合高度要再模具零件设计完成后，进行必要的校核再确定具体尺寸。1.公称压力的选择。冲裁时，压力机的施力行程较小（小于公称压力P），因此所选的压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可。 P0 P总因为P总= 763.02+22042.

27、822805.82N根据标称压力等参数查表4-1，可初选压力机为：JH23-252.行程次数。行程次数是指滑块每分钟冲击的次数，也就是滑块每分钟往复运动的次数。主要考虑以下因素。a为了提高生产率，就要增加行程次数b考虑操作方式（进出料时间的快慢）。c不能忽略金属变形速度这一因素（金属流动速度）。d行程次数太高，将缩短设备寿命。JH23-25压力机行程次数为80至130。表4-1 压力机型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH23-25JH23-40标称压力/KN31.563100160250400滑块行程/mm253545707580滑块行程20017014512080

28、55最大封闭高闭高度调节量253535455565立柱间距/mm120150180220270340喉深/mm90110130160200250工作台前后尺寸/mm160200240300370460工作台左右尺寸/mm250310370450560700垫板厚度/mm303035405065垫板孔径/mm100140170210260320模柄孔直径/mm253030404050模柄孔深度/mm405555606070最大倾斜角454535353030电动机功率/kw 0.550.751.11.52.25.53.滑块行程（S）。是指滑块的最大运动距离，

29、即曲柄旋转一周，上死点至下死点的距离。其值为曲柄半径的2倍：S=2R，主要考虑一下因素。a要保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于工件高度的两倍以上。b与行程次数由密切关系，行程长，则次数少，所以限制行程，可提高生产率。JH23-25压力机满足冲裁件的冲压行程4.闭合高度。压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台平面之间的距离。a压力机的闭合高度可以通过调整连杆长度来改变其大小，将连杆调整到最短时，闭合高度最大，称最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小，称最小闭合高度。b当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度，没有垫板的压力机，其装

30、模高度与闭合高度相等。c模具闭合高度：是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机配合应该遵守下列关系 （Hmax-Hd）-5H（Hmin-Hd）+10式中 Hmax压力机的最大闭合高度，mm； Hmin压力机的最小闭合高度，mm； H模具的闭合高度，mm： Hd压力机垫板厚度，mm。如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲不能在该压力机上使用。反之小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板。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垫板孔尺寸等都必须相适应，以便

31、模具能正确安装和正常使用。5 模具工作零件的设计5.1 凸、凹模设计落料凸模刃口部分为方形,又在它里面开孔,装配导正销,为便于凸模和固定板的加工,可通这设计成铆接方式与固定板固定。已知冲裁件材料为Q235钢厚度t=3mm,冲裁件精度IT14，查公差表5-1表5-1凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式如下：   dp （ dminx)pdd=（dp+Zmin）+p通过查下冲裁件处始双面间隙表5-2。得到：Zmax=0.27mm Zmin=0.21mm Zmax-Zmin=0.06 mm冲孔部分冲裁凸模，凹模的制作公差，可查表5-3查得： p=0.02 mm d=0.

32、025 mm 有： p+d=0.045 mmZmax-Zmin式中x系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，按下列关系取值，也可查表5-4。表5-2 冲孔件初始双面间隙材料厚度mm软铝含碳（0.080.2）%的钢黄铜ZminZmaxZminZmaxZminZmax10.040.060.050.070.060.081.20.050.0840.0720.0960.0840.1081.50.0750.1050.090.120.1050.1351.80.090.1260.1080.1440.1260.16220.10.140.120.160.140.182.2

33、0.130.1760.1540.1980.1760.222.50.150.20.1750.2250.20.252.80.1680.2240.1960.2520.2240.2830.180.240.210.270.240.33.50.2450.3150.280.350.3150.38540.280.360.320.40.360.444.50.3150.4050.360.450.4050.49表5-3基本尺寸、mm凸模偏差p/mm凹模偏差d/mm基本尺寸、mm凸模偏差p/mm凹模偏差d/mm180.020.02>180 2600.030.04518 300.020.25>260 360

34、0.0350.05>30 800.020.03>360 5000.040.06>80 1200.0250.035>5000.050.07>120 1800.30.04表5-4 系数x材料厚度t()非 圆 形 圆 形 10.750.50.750.5工件公差 < 11224> 4 0.160.200.240.30 0.170.350.210.410.250.440.310.590.360.420.500.60 <0.16<0.20<0.24<0.300.160.200.240.30 当制件公差为 IT10以上，取x 当制件公差为 I

35、T11IT13，取x0.75当制件公差为 IT14以下时，取x0.5。查得x0.75 ，=0.24故得：dp=(dminx)+p=（12+0.75×0.21）+0.02=12.16+0.02dd=(dp+Zmin)-p=*（29.16+0.27）-0.025=12.43-0.0255.2 强度校核冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力和刃口的接触应力k两种，孔径大于冲件材料厚度时，接触应力k大于平均压应力，因而强度核算的条件是接触应力k 小于或等于凸模材料的许用应力。孔径小于或等于冲件材料厚度时，强度核算条件可以是平均压应力小于或等于凸模材料的许用应力。 当dt时，凸模强度按下式核算；

36、k =2/（1-0.5t/d） 式中 t冲件材料厚度（mm）； d凸模或冲孔直径（mm）； 冲件材料抗剪强度（MPa）； k凸模刃口接触应力（MPa）； 凸模材料的许用压应力（MPa）； 已知 t=0.5mm d1=d2=3mm d3=7mm =520 MPa 凸模材料为T10A 为18002200 MPa所以对冲12的孔 k=2*520/(1-0.5*0.5/12)=1038所以对冲10.5的孔 k=2*520/(1-0.5*0.5/10.5)=1037 故圆凸、凹模强度符合条件。凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定不产生弯曲的最大长度与导向方式有关 带台肩的凸模如图5-1所示的最大允许长度

37、lmax按下式计算图5-1 式中C-系数，见表5-6 d0-凸模大端直径（mm） E-凸模材料弹性模量 对于T10可取210000MPa t-材料厚度 0.5mm -冲件材料抗剪强度MPa因为d0/d=6/12=0.5 所以Cmax=0.273 Cmin=0.0775则对于12的孔 = =40.3=11.4Lmin36 Lmax 所以长度符合条件。表5-5L0/lmaxd0/d1.11.21.31.51.822.530.10.1760.1570.1420.1170.08970.07750.05610.04240.20.1840.1670.1520.1280.09950.08630.06290.

38、04770.30.1870.1760.1640.140.1120.09740.07150.05440.40.1930.1860.1770.1570.1270.1120.08270.06320.50.1970.1960.1910.1750.1480.1310.09830.07550.60.2010.2040.2040.1960.1750.1570.1210.09370.70.2040.2100.2150.2180.2100.1950.1560.1230.80.2050.2140.2210.2330.2390.2420.2160.1790.90.2060.2150.2240.2390.2610.2

39、730.2960.297表5-6b/mm 料厚0.51233500.30.350.420.500.60501000.20.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.225.3 斜楔机构的设计 斜楔机构尺寸1斜楔的有效长度应大于或至少等于滑块的行程。2滑块的长度尺寸L2应保证当斜楔开始推动滑块时，接触面上的推力的合力作用线处于滑块长度之内,如图5-2所示。图5-23 滑块的高度H2应小于其长度L2，一般应为0.5H2/L21；4 为保证滑块运动平稳，一般应使滑块的宽度B2=（1.5-2）H2；5 斜楔尺寸H1、L1可

40、按模具的结构要求进行设计，但应有可靠的挡块；6 斜楔、滑块宽度B1和B2以及所需数量见表5-7；表5-7B2/mmB1/mm斜楔数量30070200，B1B21300600702002600100150237 滑块开始运动时,它们的接触面长度最小应在50mm以上,而且接触面应不小于2/3。 斜楔的形状与安装斜楔形状如图5-3所示，推力较小时，可以不使用键；推力较大时，则必须使用键。对于大型模具或承受较大推力时，应考虑采用侧挡块。图5-3本模具斜楔如图5-4所示：图5-4侧挡块的形状如图5-5所示,其中图a为适用于小件或轻载荷用斜楔膜的结构；图b为一般斜楔膜的结构；图c为没有单独安装键时采用的特

41、殊结构；图d为适用于大型模具的铸成一体的结构。斜楔安装主要应保证牢固可靠，同时还需考虑模具刃磨后斜楔应调整方便。图5-5由于本模具的结构尺寸较大所以采用图5-6所示的侧挡块，图5-6 滑块的基本结构常见的滑块有如下三种形式，如图5-7所示，其中a将滑块固定在滑板上，滑块在导块的作用下滑动,是小型斜楔机构中常采用的滑块结构形式；b 导块和导板连接在一起，滑块在滑板上方滑动，是中、小型斜楔机构常采用的滑块结构形式；c结构中有两块导板，滑块与其中的一块导板固定在一起，在滑块上方滑动,为大、中型斜楔机构常采用的形式。图5-7本模具采用的滑块如图5-8所示：图5-8 斜楔机构中的复位机构斜楔是由上下模带

42、动回程时，斜楔滑块为进行下一个循环，必须返回到原来位置。滑块复位的机构有使用弹簧或气缸拉回滑块的弹性复位机构，也有由斜楔强制复位的，即通过斜楔上、下运动带动滑块前后或左右移动，另外还有一些刚性复位机构。1 弹簧装在凸模和斜楔滑块之间的复位机构如图5-9所示，主要用作大、中冲压件成型时进行复位的弹簧机构，构造简单安全，由于内装弹簧，故斜楔滑块较高，安装比较困难。图5-92 弹簧装在下模座内的复位机构如图5-10所示，该机构几乎可用于所有的模具，这种结构比较小、集中、安全，缺点是防磨板配置受到限制，要对落下时可能产生的切屑预先采取一定措施。图5-10本模具采用的复位机构如图5-11所示：图5-11

43、6 辅助结构6.1 选择紧固件及定位零件螺钉、销钉在冲模中起紧固作用，设计时主要是确定它的规格和紧固位置。螺钉、销钉的种类繁多，应根据实际需要选用，螺钉最好选用内六角的，它紧固牢靠，螺钉头不外露，模具外形美观。螺钉、销钉规格应根据冲压工艺力大小、凹模厚度等确定。螺钉规格可参照表6-1确定。销钉常用圆柱形的，同一个组合一般不少于两个。螺钉拧入的深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大，而且会削弱工件的强度。圆柱销钉配合深度一般不小于其直径的两倍，也不宜太深。 螺钉规格的选用由凹模板的厚度可选用M12,在根据实际要求,查标准选用GB 70-85 M12X70,这里要12个,承料板

44、的螺钉选用GB 70-85 M5X20,这里要2个.选取材料为45钢.表6-1 螺钉规格选用凹模厚度1313191925螺钉规格M4、M5M5、M6M6、M8凹模厚度253235螺钉规格M8、M10M10、M12 销钉规格的选用销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格,因此根据标准选用GB 119-86 A10X70,选取材料为45钢.根据定位方式及坯料的形状与尺寸,选用合适的标准定位零件. 挡料销的选用固定挡料销高度h=5,选取材料为45钢,数量为2,查标准GB2866.11-81,如图6-1固定挡料销所示:图6-1 凸模固定板凸模固定板的外形尺寸与凹模的外形尺寸一致,厚度为凹模的0.6

45、0.8h,h为凹模的厚度,这里取0.6h,即0.6X35=21mm,根据核准选取板的规格为LXBXH=500X1130X20;凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,4个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角,由以上可得凸模固定板的零件图如图6-2所示:图6-26.2 压料板根据凹模LXB=200X160,压料板的长度L=200,宽度B=50,厚度H=12,材料为Q235钢的压料板,即压料板:200X50X12 ,热处理HRC2832.如图6-3所示:图6-36.3 设计和选用卸料与出件零件卸料以固定板卸料,出件是以凸模往下冲即

46、可,因此不用设计出件零件.固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同,其厚度可取凹模厚度的0.81倍,所以卸料板的LXBXH=200X160X0.8X56=200X160X44,卸料板在此仅起卸料作用,凸模与卸料板间的双边间隙一般取0.20.5mm,这里取0.5mm,根据表8-3,材料为Q275.由以上根据凸模和凹模可设计出卸料板如图6-4。图6-46.4 选择模架及其它模具零件 选择模架根据GB/T 2851.5-90,由凹模周界200X160,及安装要求,选取凹模周界:LXB=250X200,闭合高度:H=220265,上模座:250X200X50下模座:250X200X60,导柱:32X2

47、10,35X210,导套:32X115X48,35X115X48.具体零件参阅模具标准汇编(一) 装配基准的确定以冲孔凸凹模为装配基准件。冲孔模具材料的选取：可查冷冲压模具设计指导表8-8和8-9：凸模的材料为T10A，凹模的材料为T10A，热处理硬度为HRS200，垫板、凸模固定板、凹模固定板的材料的45号钢，热处理硬度为HRC43-48。冲孔模的常用配合： 导柱和导套的配合采用H7/h6的间隙定位配合，。 导套与模座、导套与固定板的配合采用H7/r6的过渡配合，用于较高的定位，能以最好的定位精度满足零件的刚性和定位要求。总结这次设计是我们大学校园里的最后一次设计。完成它就是对我们四年来所学知识的一次系统应用，为我将来参加实践工作做好铺垫，是我们对自身所学的一次检验，让我们受益良多。通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次毕业设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准