卡圈零件冲压工艺及模具设计

1、1.引 言模具是衡量一个国家工业发展水平的重要指标，模具工业在整个国民经济发展中的作用愈来愈显著。据近年来的统计表明，美、日等国的模具工业年产值已经超过机床的工业年产值的6%12%；我国2003年模具工业总产值也已达450亿左右，其中冷冲压模具因其用用途广、技术成熟而在模具中占比例较大。可以预见，高速发展的经济对模具提出更为迫切的需要和挑战。研究和发展冲压生产技术，对发展国民经济和加速工业现代化建设，具有十分重要的意义。模具设计是一种经验性较强的设计，设计人员在长期的工作中积累的经验和知识对模具设计起着十分重要的影响。尽管模具CAD技术应用越来越广泛，但目前广为使用的模具CAD技术大都停留在计

2、算机辅助绘图层次，难以胜任对模具开发的高质量、短周期、低成本要求。传统的工艺信息及各类技术资料的管理方式已很难适应现代化生产的要求，因此人们希望借助计算机的信息技术数据库将这些经验和知识有效地管理起来，在节省存储空间和人力资源的同时，能够在用户需要时方便、快捷地调用所需的工艺图文等技术资料。本论文阐述的是卡圈落料冲孔复合模及弯曲模设计。复合模是在压力机的一次行程中，且在模具的同一位置上完成两道或两道以上的工序.但模具结构较复杂。因此，应设置上，下模的导向装置。复合模的结构紧凑，冲出来的精度高，适合大批量的生产，特别是孔与制件的外形的同心度容易保证。复合模的结构特点是有一个既作落料凹模又作冲孔凸

3、模的凸凹模。复合模落料模安装的位置不同分为正装式和倒装式两种。卡圈落料冲孔复合模采用倒装结构，落料凹模安装在上模座上。倒装复合模的优点采用弹性顶件装置，条料在被凸模，凹模和弹性器压紧的情况下冲裁，冲出的工件比较完整，适合于冲裁件平直度要求较高的薄料。倒装复合模采用刚性打料装置进行打料出件，不必清出废料，操作方便，生产效率较高，应用广泛。弯曲模与复合模的设计过程大致相似，不过复合模较弯曲模结构更为复杂。设计上主要是对工作零件凸模、凹模和凸凹模的设计，其中主要是其工作部分的尺寸设计，以保证制件的精度和质量要求。模具许多零件大多已经标准化，如模架、导柱、导套、模座、卸料螺钉、固定板、弹性元件、卸料板

4、等。在设计中，只须根据设计需要和标准合理选定。 2.卡圈落料冲孔复合模设计2.1卡圈冲裁工艺性分析卡圈零件简图：如图2-1所示生产批量：大批量材 料：Q235材料厚度：2mm制造精度：IT10级 图 2-1 卡圈零件图冲裁件的工艺性，就是冲裁件对冲压工艺的适应性能，即冲裁件结构形状、尺寸大小、工件精度等在冲裁时的难易程度。好的冲裁工艺性能能保证材料消耗少、工序数目少、产品质量稳定且效率高、模具结构简单且寿命长等要求。根据以上分析，该工件宜先冲孔落料，再弯曲达到图纸要求。1）材料Q235是普通碳素钢，有较好的冲压性能2） 结构形状该零件外形简单、规则，仅有落料、冲孔、弯曲、三道工序特征，适合冲压

5、加工。3）尺寸精度卡圈零件的加工精度要求为IT10，利用普通冲裁方式可以达到零件图纸要求。2.2确定工艺方案工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工序顺序的安排，应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，在根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的冲裁方案。该零件冲裁工艺包括落料、冲孔两个工序，下表列有三种工艺方案选择序号 工艺方案结构特点 1单工序模生产模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。且两道工序中的定位误差，将导致孔中心距尺寸精度难以保证。 2复合模生产落料

6、-冲孔复合 同一副模具完成两道不同的工序，大大减小了模具规模，提高生产效率，也能提高压力机等设备的使用效率，操作简单、方便，适合大批量的生产，能可靠地保证孔中心距尺寸精度。 3级进模生产冲孔-落料连续 同一副模具不同工位完成两道工序，生产效率高，模具成本要高，两工位之间的定位一要求非常高，否则无法保证孔中心距尺寸精度 经过比较，复合模生产最为恰当，既能保证精度，成本又低，效率高。如果采用正装结构，落料废料均落在凹模表面，将导致清除困难而降低生产效率，增大劳动强度。因此复合模采用倒装结构。为保证制件较高的位置公差要求，上下模之间采用后侧导柱，条料采用手动送料，进入模具内依靠导料销保证送进导向，定

7、位销保证定距精度。冲裁完成后，冲孔完成后，冲孔废料由漏料孔从下模出，制件则由上模刚性顶件装置顶出，落在下模表面；落料废料则由安装于下模弹性卸料装置从凸凹模上剥落。2.3 冲裁间隙的确定冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模刃口部分尺寸之差，其值可正、可负，在一般的普通冲裁中均为正值。凸凹模每侧间隙称为单边间隙，两侧间隙之和称为双边间隙。若无特殊说明，冲裁间隙指双边间隙 。单边用间隙用C表示，双边用Z表示。圆形冲裁模双边间隙为 Z=D凹-D凸 式中 D凹冲裁模凹模直径尺寸（mm） D凸 冲裁模凹模直径尺寸（mm） 2.3.1 间隙的影响冲裁间隙除了对冲裁件的质量起着决定性的作用以外，对模具寿命也有较大的影响

8、。间隙过小会使模具寿命降低，同时，小间隙还使模具制造的难度加大。因此，冲裁间隙是保证合理冲裁过程的最主要的工艺的工艺参数。影响合理冲裁间隙值的主要因素是板料厚度和材料性质。板料愈厚，间隙数值也愈打。反之板料愈薄，则间隙应愈小。材料塑性愈好，间隙数值也应愈小。而塑性差的硬材料，间隙数值就应大一些。2.3.2 合理冲裁间隙值的确定冲裁间隙对冲裁件质量、模具寿命、冲裁力等都有很大的影响，但影响规律各不相同，不可能存在一个间隙值同时满足各项要求。通常选择一个合适的间隙范围，在这个范围内能得到质量令人满意的冲裁件，并且满足冲裁力较小、模具有较高的使用寿命的要求。我们称这个合适的间隙范围为合理间隙，它是一

9、个范围值，其上限为最大合理间隙Zmax，下限为最小合理间隙Zmin。实际生产中，间隙值的选择主要考虑冲裁断面的质量和模具寿命这两个方面。根据工件和生产上的具体要求可按如下原则选取间隙值。1） 工件的断面质量无严格要求时，选取较大的间隙值。2） 工件的断面质量及制造精度较高时，选取较小的间隙值。3）在设计计算冲模刃口尺寸时，考虑模具在使用过程中的因磨损而导致隙值增大，应当按Zmin来计算。确定间隙值的方法有理论计算法、经验确定法。因为计算法在使用中不方便，实际生产中常用经验表或经验公式确定，其中经验数表法应用最广。冲裁间隙经验数据表很多，在一般的冲压手册和模具设计资料上都可以查阅，应当注意的是有

10、的数值相差比较大，在选择时应结合实际需要综合考虑。计算间隙值的经验公式为 Z=mt （2-1）式中， t材料厚度 m系数，与材料厚度、性质有关，不同的行业也有差异查表2-1选得间隙值为Zmin=0.246、Zmax=0.360（mm）。 表-1 冲裁模刃口始用间隙材料名称08F、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065Mn厚度t初始间隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax<0.5 间隙很小或无间隙1.00.1000.140 0.1000.1400.1000.1400.1000.1401.50.1320.2400.1700.2400.1700.23

11、02.00.246 0.360 0.260 0.380 0.2600.3802.5 0.360 0.500 0.380 0.280 0.3800.540为了使模具能在较长时间内冲制出合格的零件，提高模具的利用率，一般设计模具时取Zmin作为初始间隙。2.4工件排样在冲压生产中，节约和减小废料具有非常重要的意义。据统计，零件的材料费用占制造成本的60%和80%，冲裁件在板料、条料或布料上的布置方式，称为冲裁件的排样法，简称排样。在模具的设计中，排样的设计是一项极为重要的、技术性很强的设计工作。排样合理与否，直接影响到材料利用率、制件质量、生产率与成本以及模具使用寿命等，所以排样工作的好坏是左右冲

12、裁经济效益的重要因素之一。2.4.1材料的利用率排样的目的是为了合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。所谓材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比。材料利用率的计算公式如下： 一个进距的材料利用率的计算如下： =(A/Bh) ×100% （2-2）式中 A 冲裁件面积（包括内形结构废料），（mm2）； n 一个进距内冲裁件数目; b 条料宽度，（mm）; h 进距,（mm）一张板料上总的材料利用率总的计算如下： 总=（A/LB）×100% （2-3）式中 N 冲裁件总数目； A 板料宽度 L 板料长，（mm）； B 条料宽度 由公式可知，总

13、，值越大，材料废料越少，材料利用率就越高。冲裁件所产生的废料分两种，一是工件的各种内孔产生的废料，它取决于工件的形状，一般不能改变，称设计废料；二是由于工件之间的搭边及工件与条料侧面的搭边、板料的料头、料尾而长产生的废料，它取决于冲压方式与排样方式，称为工艺废料。提高材料利用率最主要的途径是合理排样使工艺废料尽量减少小，另外在满足工件使用要求的前提下，适当改善工件的结构形状也可以提高材料的利用率。2.4.2排样方法常用的冲裁件排样方法分为三类。（1） 有废料排样（2） 少废料排样（3） 无废料排样少、无废料排样的缺点是工件质量较差，模具寿命不高。但这两类排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降

14、低冲裁里和提高生产率等优点。并且，工件必须具备一定的形状特征才能采用少、无废料排样。对于形状复杂的工件，经常采用试排法。上述采用的三类排样方法，按工件的外形特征有可分为直排、斜排、直对排、混合排、多行排及裁搭边等多种形式。为满足尺寸精度的要求，设计的卡圈零件采用直排法。2.4.3 搭边 排样中相邻两制件之间的余料或制件与条料边缘间的余料称为搭边。其作用是补偿定位误差和保持有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证冲出合格的工件，便于送料。搭边值要合理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值小，材料利用率虽高。但过小的时就不能发挥搭边的作用，在

15、冲裁过程中会被拉断，造成拉断，造成送料困难，使工件产生毛刺，有时还会被拉入凸模和凹模间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过小，会使作用在凸模侧面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布不均匀，引起模具刃口的损失。为避免这一现象，搭边的最小宽度约为毛坯的厚度，使之大于塑变区的宽度。搭边值的大小与下列因数有关：1） 材料的力学性能。硬材料可小，软材料、脆性材料的搭边值要大一些2） 工件的形状与尺寸。尺寸大或有突尖的复杂形状时，搭边值要取得大一些。3） 材料厚度。厚材料的搭边值应取得大一些。4）送料方式及挡料方式。用手工送料、有侧压板导向的搭边值可以小一些。搭边值一般由经验确定由卡圈零件图和排样图2-

16、2可得知：因为经过卡圈毛坯经落料冲孔后，还须进行弯曲工序才能得到最后支承板零件，故在进行复合模的排样时，必须先进行弯曲展开计算。卡圈弯曲展开长度为：L=39×2+180°（ 30+0.5×2）/180°= 174 mm冲裁件面积：A=174×130mm2 =22620mm2条料宽度：b =174+3×2 mm=180 mm 进距：h=130 +2.5 mm=132.5 mm一个进距的材料利用率：=( nA / bh)×100%=22620×1 mm2/（132.5mm×180 mm）×100%=

17、94.8%图2-2 排样图2.5冲压工艺力计算冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标称压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。冲裁力包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力的计算。2.5.1冲裁力计算使板料发生分离的力。直接影响冲裁的主要因数有抗剪强度、材料厚度和冲裁轮廓周长。同时，冲裁间隙、冲裁速度、润滑情况等都对冲裁力有影响。冲裁力的大小主要与材料性质、厚度、冲裁件周长、模具间隙大小及刃口锋利程度有关。一般对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算： F=K·L&#

18、183;t· （2-4）式中 F 冲裁力, N； K 系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差因素，一般取K=1.3 L 冲裁件的冲裁长度, mm；t 板料厚度，mm； 材料的抗剪强度, Mpa； 有时也可用材料的抗拉强度进行计算： F=L·t·b （2-5）式中 b 为材料的抗拉强度，Mpa在落料冲孔复合模中，冲裁力包含落料力和冲孔力。由卡圈零件图可得:落料力：L = 2×(130+80+30)mm=608mm t = 2 mm b = 450MPaF落= L·t·b =608×10-3

19、×2×10-3×450×106 =547.2 KN冲孔力：L1=4××11=138.2mm b 为材料的抗拉强度，Mpa t =2 mm F孔 = L·t·b =138.2×10-3×2×10-3×450×106 N =124.4KN1） 降低冲裁力的计方法在冲裁高强度材料或厚度大、周边长的工件时，所需的冲裁力往往超过现有冲床的吨位，为了充分利用设备，研究如何降低冲裁立是一个很重要的问题。由上面的计算公式，应该从减少工件同时受力的周边长度和降低材料机械性能等方面考虑

20、，一般采用如下几种降低冲裁力的方法。（1）斜刃口冲裁法平刃口冲裁时，整个刃口平面同时接触板料，而斜刃口模具冲裁时，由于刃口是倾斜的，冲裁时刃口不是同时切入，而是逐步冲切材料，这样就减小了冲切断面积，从而降低冲裁力。（2） 加热冲裁法材料在加热状态下剪切强度大大降低，从上面计算公式可知能够减低冲裁力。但材料加热后会产生氧化皮，还会产生变形，故此法只适用于厚板或工件表面质量及精度要求不高的工件。（3）阶梯布置凸模冲裁法在多凸模的冲裁中，将凸模做成不同高度，呈阶梯布置。这样可使各个凸模冲裁力的峰值不同时出现，从而减低了总的冲裁力，凸模间的高度差按材料厚度确定。采用阶梯布置凸模时，应尽可能对称布置，同

21、时应把小凸模做得短一些，大凸模做得长一些，这样可以避免小凸模由于材料流动的侧压力而产生倾斜或折断的现象。2.5.2卸料力、推件力和顶件力的计算力冲裁后，冲下的工件（或废料）因弹性恢复而扩张，会梗在凹模洞口内或冲出的孔会因弹性收缩会紧箍在凸模上。而冲裁下来的工件径向会扩张，并因要力图恢复弹性，所以会卡在凹模孔内，为了使冲裁过程连续，操作方便，就需把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹模孔内的冲件或废料推出。卸料力：从凸模上卸下紧箍着的材料所需的力推件力：把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力顶件力：逆着冲裁方向将工件从凹模内顶出来的力影响这些力的因素很多，主要是材料的力学性能和厚度、模具间隙、凸凹表

22、面粗糙度、工件形状和尺寸及润滑条件等。并且这些因素的影响规律也很复杂，要精确计算这些力是很困难的，所以实际应用中都采用下列经验公式。卸料力：F卸=K卸·F 落推件力：F推=n·K推·F孔顶件力：F顶=K顶· F 落 （2-6）式中： K卸 为卸料力系数,其值见表2-2；K推 为推件力系数K顶 顶件力系数n 同时卡在凹模内的零件数（对圆柱形洞口，n=H/t,且H为洞口高，t 为板料厚度。对圆锥形孔口，不会有工件卡在其中，所以不计算推件力）表2- 2 推件力、顶件力、卸料力系数料厚/（mm）K卸K推K卸 钢0.1>0.10.5>0.52.5>

23、;2.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.10.0630.0550.045 0.140.080.060.052.5.3总冲压力的计算冲压工艺力是选择压力机吨位的主要依据。选择压力机时，以上的力是否都考虑进去，要根据模具的结构形式具体形式。 采用刚性卸料和自然漏料方式： F总 = F 落F孔F推 采用刚性打件、弹性卸料的倒装结构方式： F总 = F 落F孔F卸 采用弹性卸料和弹性顶件方式： F总 = F 落F孔F卸+ F顶采用弹性卸料和自然漏料方式： F总 = F 落F孔F卸F推 卡圈复合模结构采用弹性卸料和自然漏料方式：卸料力：F卸=K卸

24、3;F 落=（0.04×547.2）KN=21.9KN推件力：F推=n·K推·F孔=（4×0.055×124.4）=27.4KN（n=ht=8mm2 mm = 4个） F总 = F 落F孔F卸F推 =（547.2124.221.927.4）KN=720.7KN选择压力机时，压力机的公称压力必须大于F总2.6模具压力中心计算冲模对工件施加的冲压力合力的中心称为模具的冲压压力中心。要使冲压模具正常工作，模具的压力中心必须通过模柄曲线和压力机的滑块中心线重合。否则在冲压时将产生弯矩，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝

25、，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀磨损。所以在设计模具时，要使模具的压力中心通过模柄的轴线，从而保证模具的压力中心和冲床滑快中心重合。冲裁件的压力中心与冲裁件的中心不同，压力中心是冲裁合力的中心，与冲裁力大小和作用位置有关。而重心则取决于工件形状和质量分布，只有当工件具有中心对称形状时，压力中心才和中心重合。对称形状的工件，其压力中心O位于轮廓图形的几何中心。图2-3为卡圈冲压工件图，很明显压力中心与工件的几何中心O重合图2-3 卡圈冲压工件图2.7凸、凹模刃口尺寸计算在冲裁工作中，凸模、凹模刃口部分尺寸及制造公差将直接影响冲裁件的尺寸精度，同时合理的间隙值也是靠凸模，凹模刃口尺寸来实现

26、和保证的，因此，正确确定冲裁模刃口部分尺寸及制造公差是模具设计中的一项关键性工作。2.7.1.凸、凹模刃口尺寸公差计算的原则 实践证明，落料件的尺寸接近于其凹模刃口尺寸，而冲孔尺寸接近于其凸模刃口尺寸。所以，落料时取凹模作为设计的基准件；冲孔时取凸模作为设计的基准件。计算凸模和凹模尺寸时应遵循的原则如下：1）落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近于或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损到一定的尺寸范围直内，也能冲出合格制件，凸模刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。2）冲孔模时先确定凸模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内也可使用。而凹

27、模的基本尺寸则按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小间隙值。3）选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高23级。工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差。所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。2.7.2凸、凹模刃口尺寸计算的方法因工件形状比较简单，而且是大批量生产，宜采用凸模与凹模分开加工根据材料厚度，如表2-1，查手册可得： Zmax =0.36mm Zmin =0.246mm Zmax - Zmin

28、=0.116mm 凸模、凹模制造公差 工件公差图2-4 冲孔、落料时各部分尺寸公差的分配位置1）对冲孔尺寸的凸、凹模偏差查手册，如表2-2，得：表2-3 规则形状冲裁时凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模公差凸凹模公差凹180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030 凸=-0.020mm 凹=+0.020mm 凸+ 凹=0.04< Zmax Zmin表2-4 因数x材料厚度t/mm非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5工件公差/ mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240

29、.250.490.500.240.2440.300.210.590.600.300.30查表2-3得，磨损系数 X=1根据公式：d凸=（d+x）式中d凸冲孔凸模的刃口尺寸，d凸为mm； d冲孔件孔径的最小极限尺寸，d为mm；x模具磨损系数；零件公差，为mm； 凸凸模制造公差，凸为mm。凸模尺寸为 d凸=（d+x）=（11+1×0.07） =11.07 根据公式： d凹=（d+x+ Zmin）式中 d凹冲孔凹模的刃口尺寸，d凹为mm； d冲孔件孔径的最小极限尺寸，d为mm； x模具磨损系数； 零件公差，为mm； Zmin最小初始双边间隙，Zmin为mm 凹凹模制造公差，凹为mm。凹模尺

30、寸为d凹=（d+x+ Zmin） =（11+1×0.07+0.246） =11.316 修整为d凹=11.3凸+ 凹=0.04< Zmax - Zmin 合格（2）凹模上孔中心距Ld Ld=( Lmin+0.5)±/8 Lmin 孔距最小极限尺寸 零件公差，为mm；对孔中心距L1=90±0.07Ld1=(89.93+0.5×0.14)±0.14/8 =90±0.0175修整为Ld1=90±0.018对孔中心距L1=144±0.08Ld2=(144.92+0.5×0.16)±0.14/8 =

31、144±0.0175修整为Ld1=144±0.018（3）对落料尺寸174的凸、凹模偏差查手册，如表2-3，得：凸=-0.030mm 凹=+0.040mm 凸+ 凹=0.07< Zmax Zmin查表2-4得，磨损系数 X=1根据公式： D凸=（D-x- Zmin）式中 D凸落料凸模的刃口尺寸，D凸为mm； D落料件边的最大极限尺寸，D为mm； x模具磨损系数； 零件公差，为mm； Zmin最小初始双边间隙，Zmin为mm； 凸凸模制造公差，凸为mm。凸模尺寸为 D凸=（D-x- Zmin） =（174-1×0.16-0.246）=173.594修整为D凸=

32、173.6根据公式： D凹=（D-x）式中 D凹落料凹模的刃口尺寸，D凹为mm； D落料件边的最大极限尺寸，D为mm； x模具磨损系数； 零件公差，为mm； 凹凹模制造公差，凹为mm。凹模尺寸为 D凹=（D-x）0+凹=（174-1×0.14）=173.86修整为D凹=173.9凸+ 凹=0.07< Zmax Zmin 合格（4）对落料尺寸130的凸、凹模偏差查手册，如表2-3，得：凸=-0.030mm 凹=+0.040mm 凸+ 凹=0.07< Zmax Zmin 查表2-4得，磨损系数 X=1根据公式：D凸=（D-x- Zmin）式中 D凸落料凸模的刃口尺寸，D凸为m

33、m； D落料件边的最大极限尺寸，D为mm； x模具磨损系数； 零件公差，为mm； Zmin最小初始双边间隙，Zmin为mm 凸凸模制造公差，凸为mm。凸模尺寸为 D凸=（D-x-2cmin）=（129.84-1×0.16-0.246）=129.434修整为D凸=129.43根据公式：D凹=（D-x）式中D凹落料凹模的刃口尺寸，D凹为mm； D落料件边的最大极限尺寸，D为mm； x模具磨损系数； 零件公差，为mm； 凹凹模制造公差，凹为mm。凹模尺寸为 D凹=（D-x） =（130-1×0.16） =129.84修整为 D凹=129.8凸+ 凹=0.07< Zmax Z

34、min 合格 2.8复合模总体设计与标准零件选用冲压模具零件的分类可按在模具中的作用，分为工艺性零件和结构性零件两大类。工艺性零件包括成型零件（凸模、凹模、凸凹模）、定位零件（定位钉、定位板、挡料销、导正销、侧刃等）和压料、卸料零件（卸料板、压边圈、顶件板和推件板等）。冲压模具已经制定了国家标准，包括模架、典型组合、零部件技术条件等，在设计时可参考标准选用标准零部件。结构性零件包括导向零件（导板、导柱和导套等）、固定零件（模座、模柄、凸、凹模固定板和垫板等）及其他紧固零件。2.8.1.凹模设计1) 凹模的类型按凹模的刃口孔形可分为圆柱形孔口凹模、锥形孔口凹模；按凹模的结构可分为整体式凹模和镶拼

35、式凹模。2) 凹模刃口形式锥形刃口：如图2-6a)所示。冲裁件或废料容易通过，凹模磨损后的修磨量较小。但刃口强度较低，刃口尺寸在修磨后略有增大。适用于形状简单，精度要求不高，材料厚度较薄工件的冲裁。当t2.5mm时，15;当t2.56mm时，30;当采用电火花加工凹模时，420。a) b)图2-5 凹模刃口形式柱形刃口：如图2-5b)所示。刃口强度较高，修磨后刃口尺寸不变。但孔口容易积存工件或废料，推件力大且磨损大。适用于形状复杂或精度要求较高工件的冲裁。当t<0.5mm时,h=35mm;当t=0.55mm 时,h=510 mm ; 当t=510mm时,h=1015mm。3) 凹模外形尺

36、寸的确定落料凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因冲件的批量较大，考虑凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取4mm，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大。为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的简化形状。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度的确定件式（2-7）。H=Kb （2-7）凹模壁厚（指凹模刃口与外边缘的距离）的确定式见 c=(1.52)H （2-8） 式中b凹模的最大外形尺寸，mm; K因数，见表2-5； H凹模厚度， C凹模壁厚。表2-5因数K的数值材料厚度t/ mmb/ mm0.512500.30.350.42501000.20.220.28 1002000.150.180.22000.10.120.15H=Kb0.2×174 mm34.8 mm考虑在同一模上还需同时冲裁四个孔，取凹模厚度H=40 mmC =1.5H=1.5×40mm = 60 mm沿送料方向的凹模长度为 B=l+2c=174+2×60=294mm垂直于送料方向的凹模宽度为 L=b+2c=130+2×60=250mm按上式计算的非标准凹模外形尺寸，可以保证凹模有足够的强度和刚度，一般可不再进行强度校核根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接