模具课程设计外壳冲孔模具设计

1、 XXXX 学 院设计说明书作 者： 学 号： 学院（系、部）： 专 业： 题 目： 外壳冲孔模具设计 指导者： 评阅者： 2013年X月 XX第一章 绪论1.1 冷冲压概述冷冲压是在室温下，利用安装在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，从而获得所需冲件的一种压力加工方法。冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的有点。主要有：（1） 冷冲压是少、无切屑加工方法之一，是一种省能、低耗、高效的加工方法，因而冲件的成本较低。（2） 冷冲压件的尺寸公差由模具保证，具有“一模一样”的特征，所以产品质量稳定。（3） 冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复

2、杂、表面质量好、刚性好的零件。（4） 冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，其生产率高、操作简便、易于机械化与自动化。1.2 冲压工序的分类概括起来可分为分离工序和成形工序两类。分离工序是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。主要有冲孔、落料、切断等。成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑形变形，而获得具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、胀形等。1.3 冲压模具的分类冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：2. 根据工艺性质分类（1） 冲孔模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、

3、切边模、剖切模等。（2） 弯曲模 使平板坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状工具的模具。（3） 拉深模 是把平板坯料制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（4） 成型模 是将坯料或工序件按凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑形变形的模具。2.根据工序组合程度分类（1） 单工序模 一般只有一对凸、凹模，在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2） 复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上工序的模具。（3） 连续模 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完

4、成两道或两道以上工序的模具。连续模又称级进模。1.4 冷冲模制造特点一般说来，冲模是专用的工艺装备，冲模制造属于单件生产。其制造工艺具有以下特点：1. 形状复杂、加工精度高，因此需应用各种先进的加工方法才能保证加工质量。2. 模具材料性能优异、硬度高、加工难度大，需要先进加工设备和合理安排加工工艺。3. 模具生产批量小，大多具有单件生产的特点。应多采用少工序、多工步的加工方案，即工序集中的方案；不用或少用专用设备加工。1.5冲压模具的发展趋势中文名称：冲压模具英文名称：stamping tool 定义：由金属和其他刚性材料制成的用于冲压成形的工具。其基本零部件包括凸模、凹模以及压边装置。 应用

5、学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料合成、制备与加工（二级学科）；塑性加工技术（二级学科） 冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产

6、品的开发能力。 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。根据工艺性质分类a.冲孔模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 e. 铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序

7、和方式连接或搭接在一起，进而形成一个整体。根据工序组合程度分类a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。依产品的加工方法分类依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、

8、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变

9、形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。冲压模具术语基础知识1、卷边 卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。2、卷缘 卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。 3、拉延 拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。 4、拉弯 拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。 5、胀形 胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。剖切 剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。 6、校平 校平是提高局部或整体平面型零件平直度的

10、一种冲压工序。起伏成形 7、起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。 8、弯曲 弯曲是利用压力使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。 9、凿切 凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模，垫在材料下面的只是平板，被冲材料绝大多数是非金属。 10、深孔冲孔 深孔冲孔是孔径等于或小于被冲材料厚度时的冲孔工序。 11、落料 落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序，被分离的材料成为工件或工序件，大多数是平面形的。 12、缩口 缩口是将

11、空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。 13、整形 整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的一种冲压工序。 14、整修 整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料，从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度。 15、翻孔 翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。 16、翻边 翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。 17、拉深 拉深是把平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。 18、连续拉深 连续拉深是在条料（卷料）上，用同

12、一副模具（连续拉深模）通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。 19、变薄拉深 变薄拉深是把空心工序件进一步改变形状和尺寸，意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。 20、反拉深 反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。 21、差温拉深 差温拉深是利用加热、冷却手段，使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度，从而提高变形程度的一种拉深工序。 22、液压拉深 液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体，代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。 23、压筋 压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时，相应的起伏成形工序称为压筋。模具典型结构第一类工艺零件，这类零件直接参与工艺过

13、程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；第二类结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表1.1.3所示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。制造技术模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。目前又出现了在冲压模内攻牙技术,引导了不少冲压厂

14、家为了降低成本,引起了一股抢购热潮. 模具先进制造技术的发展主要体现在：高速铣削加工普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： a.高效 高速铣削的主轴转速一般为15000r/min40000r/min，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的铣削加工高510倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高45倍。 b.高精度 高速铣削加工精度一般为10m，有的精度还要高。 c.高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小（约为3&

15、#176;C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1m，减少了后续磨削及抛光工作量。 d.可加工高硬材料 可铣削5054HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。 鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。电火花铣削加工电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有

16、电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。慢走丝线切割技术目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可达到±1.5m，加工表面粗糙度Ra0.10.2m。直径0.030.1.2mm细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行0.04mm的窄槽及半径0.02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工。 磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等

17、特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。数控测量产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。 模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因

18、素，整体水平容易控制，模具再现能力强。高强度钢冲压模具当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。 过去在生产深冲

19、或者重冲工件，大家都认为耐压型(EP) 润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属-高强度钢的出现，环保要求的严格，EP油基润滑油的价值已经减少，甚至失去市场。 在高温下高强度钢的成型，EP油基润滑油失去了它的性能，无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形，温度不断升高，EP油基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪点或者烧着（冒烟）。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升，会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物

20、极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上，形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展，在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接，以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具，延长了模具使用寿命，提高了冲压的强度。第二章 零件结构工艺性分析和工艺方案的确定2.1 对产品的冲压工艺性分析本论题产品如图2-1所示： 图2-1 产品图产品名称：支座 生产批量：中小批量材料：Q235 材料厚度：2mm影响零件工艺性的因素很多，主要有以下两个方面:零件的公差等级、断面粗糙度、结构形状与尺寸。下面对该冲孔件进行工艺性分析：(1)对于零件材料分析：该冲孔件的材料选用Q235，经热处理，其抗剪强度350

21、-400MPa，屈服强度150MPa，延伸率35MPa，具有良好的机械性能，有利于冲孔和加工；(2)对于零件结构分析：该零件结构相对简单，外形规则、有圆角过渡；尺寸主要包括、直线、圆弧和圆角（通过查表可取R=2mm），变化较大；产品各个孔到边的距离均大于1.5T所以满足冲压工艺和凹模壁厚的条件(3)对于尺寸精度分析：没有高精度要求，所有未注公差尺寸均按IT14级处理。(4)此产品直接为5的孔 到产品边的距离都大于1.5T 孔的最窄距离也都大于1.5T因此可以直接冲孔2.2 冲压工艺方案的制定零件主要包括落料、冲孔两个工序，可用以下三种工艺方案进行加工：(1)先落料,再冲孔，最后折弯采用单工序模

22、生产。(2)落料-冲孔复合加工，最后折弯采用复合模和单工序模生产。(3)冲孔 折弯-落料连续冲压，采用级进模和单工序模生产。方案（1）生产效率低，精度不高，生产工序多，操作较复杂，不太适合加工要求的需要；不过本产品精度不到量不大方案（2）落料-冲孔复合加工，结构简单，要求精度高，制造周期长，要用导正销定位；但是产品的同轴进度高 模具制造困难方案（3）冲孔-落料连续冲压加工，操作较简便，可在同一个模具上进行加工生产，节省加工劳动量；但是模具机构复杂制作和设计周期长故选择方案（1）进行模具设计第三章 冲孔工艺设计及相关计算3.1 冲孔变形分析冲孔变形分析的目的是通过分析板料在冲孔时的受力情况，掌握

23、冲孔变形机理和变形特点，用于指导编制冲孔工艺和设计模具，控制冲孔件质量。3.1.1 冲孔时板料的变形过程板料的分离过程是在瞬间完成的。整个冲孔变形分离过程大致可分为三个阶段。即弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。3.1.2 冲孔件质量及其影响因素冲孔件质量是指断面情况、尺寸精度和形状误差。断面状况尽可能垂直、光滑、毛刺小；尺寸精度应该保证在图样规定的公差范围之内；零件外形应该满足图样要求。（1） 材料力学性能的影响 （2） 模具间隙的影响（3） 模具刃口状态对质量的影响 3.1.3 冲孔件尺寸精度及其影响因素冲孔件的尺寸精度，是指冲孔件的实际尺寸与公称尺寸之差。冲孔件的尺寸精度与许多因素

24、有关。如冲模的制造精度、材料性质、冲孔间隙和冲孔件的形状误差等。影响因素有以下几种：（1） 冲模的制造精度 （2） 材料的性质 （3） 冲孔间隙 （4） 冲孔件的形状误差 3.2 凸 凹模冲孔间隙冲孔间隙是指冲孔模中凸、凹模刃口横向尺寸的差值。双面间隙用Z表示，单面间隙为Z/2。3.2.1 冲孔间隙对冲压力的影响试验表明，间隙对冲压力有明显的影响，特别是对卸料力的影响更为显著。随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，容易断裂分离，因此冲孔力减小；但若继续增大间隙，因裂纹不重合，冲孔力下降缓慢。由于间隙增大，使光亮带变窄以及材料的弹性变形，使落料尺寸小于凹模孔口尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸

25、料力、推件力或顶件力随之减小。3.2.2 冲孔间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。模具失效的形式一般有：磨损、变形、崩刃、折断和胀裂。为了提高模具寿命，一般需要选用较大间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度，减小模具粗糙度值，提供良好润滑，以减小磨损。3.2.3 合理冲孔间隙值的确定目前在生产中，广泛采用经验法和查表法来确定合理间隙值。选用原则与方法如下：（1） 对冲孔件断面要求较高时，在间隙允许范围内，应考虑采用较小的间隙。（2） 当冲孔件的断面质量在没有特殊要求时，在间隙允许范围内，取较大的间隙值是有利的。（3） 冲孔间隙的选取还有一种方法，那就是根据剪切断面的光亮

26、带或断面质量要求按照相应行业的表格进行查找。经过分析、考虑本论题的冲孔间隙值的确定方法是采用查表确定法。（表3-1为机电行业的间隙表）所用材料为Q235，厚度2mm。可通过查表3-1确定其凸凹模合理冲孔间隙的最大值和最小值。最小合理冲孔间隙Zmin为：0.28 mm；最大合理冲孔间隙Zmax为：0.32 mm。表3-1 冲孔模刃口双面间隙 Z （mm） 材料厚度T8、45、Q235Q195、Q235、35CrMo25、3508F、10、15、 H62、T1、T2、T31060（L2）、1050A（L3）、1035（L4）、1200（L5）ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin

27、Zmax0.350.030.050.020.050.010.030.50.040.080.030.070.020.040.020.030.80.090.120.060.10 0.040.070.0250.0451.00.110.150.080.120.050.080.040.061.20.140.180.10 0.140.070.10 0.050.071.50.190.230.130.170.080.120.060.10 1.80.230.270.170.220.120.160.070.112.0 0.280.320.20 0.240.130.180.080.122.50.370.430.25

28、0.310.160.220.110.173.0 0.480.540.330.390.210.270.140.20 3.50.580.650.420.490.250.330.180.264.0 0.680.760.520.60 0.320.40 0.210.294.50.790.880.640.720.380.460.260.345.0 0.90 1.00 0.750.850.450.550.30 0.46.0 1.161.260.971.070.60 0.70 0.40 0.50 8.0 1.751.871.461.580.850.970.60 0.72102.442.562.042.161.

29、141.260.80 0.92 3.3 凸模与凹模刃口尺寸的计算冲孔间隙是指冲孔模的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。单边间隙用C 表示，双边间隙用Z表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影响工件的尺寸精度。由于凹、凸模之间存在着间隙，所以冲孔件断面都有锥度。冲孔落料件都是测量其光亮带部分的尺寸，而冲孔的光亮带是凸模挤入而形成的，落料的光亮带是落料件挤入凹模型孔形成的，故冲孔时孔的尺寸由凸模决定，落料时的外形尺寸由凹模决定。由于冲孔时凸、凹模的磨损，使凸、凹模实体尺寸变小，故在设计凸、凹模尺寸时应考虑凸、凹模的磨损方向，使其磨损之后还能保证冲件尺寸的要求。考虑凸、凹模制造公差的方向，确定凸、凹模的基本

30、尺寸。1、凸、凹模制造公差：2、刃口尺寸计算公式：（1）、冲孔磨后变小的公式：以上各式中：、 为凸、凹模基本尺寸； 、 为最大、最小极限尺寸； 为最小初始间隙； 为工件公差； 精度等级系数，并有：（高于）IT11时x=1;IT11IT13时x=0.75；(低于)IT13级时，x=0.5；、 凸、凹模制造公差。本论题落料件为了更好的配合、便于加工凸、凹模的加工，采用分别加工方法。根据落料件标准尺寸进行计算，所有未标注公差均按IT14级处理（落料件全尺寸见图2-2）。 图2-2 产品图由于Zmin=0.28 mm，Zmax=0.32 mm，凸、凹模制造公差可取：0.07X0.4=0.028mm0.

31、04X0.4=0.016mm磨损系数取：0.5 ，所有尺寸均按入体原则进行标注。计算过程如表3-2：表3-2 凸、凹模刃口尺寸计算过程尺寸计 算 公 式凹模尺寸凸模尺寸53.4 冲压力和压力中心的计算3.5.1 冲压力在冲孔模设计中，冲压力是指冲孔力、卸料力、推件力和顶件力的总称。它是冲孔时选择压力机，进行模具设计、校核模具强度和刚度的重要依据。1.冲孔力的计算 冲孔力是冲孔过程中凸模对板料的压力，它是随凸模行程而变化的。对冲孔力有直接影响的因素主要有板料的力学性能、厚度与冲孔件的轮廓周长。平刃口冲孔力可按下式计算： （公式3-12）式中 冲孔力（）； 冲孔件周边长度（）； 材料抗剪强度（）

32、材料厚度（）； 系数，通常。查表可知 抗剪强度按计算，冲孔力为：2.卸料力、推件力及顶件力的计算 根据冲孔件料厚查冷冲模设计及制造表3-16可得：所以： 0.045X42。8=19.26KN 20.05542.8=4.7KN3.5.2 压力机公称压力的确定冲孔时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力，为冲孔力和与冲孔力同时发生的卸料力、推件力或顶出力的总和。根据不同的模具结构，冲压力计算应分别对待，即当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时： （公式3-16）当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时： （公式3-17）当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时： （公式3-18）本论题模具采用弹

33、压卸料装置和上出件方式，其总压力包括：冲孔力、卸料力和推件力和顶料力。所以其总压力为： =42.8+19.26+4.7=66.8KN一般按公称压力的80%要大于等于冲压总压力来选用压力机，即 （公式3-19）所以：预选压力机的公称压力为：3.5.3 压力中心的计算模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是：采用求空间平行力系的合力作用点。根据力学原理，各分力对某轴力矩之和等于某合力对同轴之矩，则可得压力中心坐标计算公式： （公式3-20） （公式3-21）据此，本设计确定零件的压力中心如下：1）选坐标x-x；y-y位置，如图3-2所示。2）把整个刃口轮廓按基本要素划分成、，并计

34、算各基本线段长度，其具体数值见表3-3。23.58.5第四章 冲孔模主要零部件设计及制造对于中小型模具，国家标准总局对冷冲模制订了国家标准（GB/T2851.12861.161990、GB/T2861.171981等）。该标准根据模具类型、导向方式、送料方向、凹模形状等不同。规定了14种典型组合方式。每一种典型组合中，又规定了多种凹模周界尺寸（长×宽）以及相配合的凹模厚度、凸模高度、模架类型和尺寸及固定板、卸料板、垫板、导料板等具体尺寸，还规定了选用标准件的种类、规格、数量、位置、有关的尺寸及技术条件。4.1 工作零件设计4.1.1凸模设计 凸模是在冲压过程中，冲模中被冲制件或废料所

35、包容的工作零件。（1） 凸模的固定方式 凸模的固定方式是台肩固定和铆接两种。鉴于综合考虑，选择等截面式台肩固定凸模。（2） 凸模长度计算 凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构确定，同时要考虑凸模的修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素。当采用固定卸料板时，凸模长度按下式计算 （公式4-1）当采用弹性卸料板时，凸模长度按下式计算 （公式4-2）式中 凸模长度（）； 凸模固定板厚度（）； 卸料板厚度（）； 导料板厚度（）； 材料厚度（）； 附加长度，一般取=1520。这里模具结构采用弹性卸料板，下出件方式。其凸模长度应为：（3） 凸模强度校核 在一般情况下，凸模的强度是足够的，无需进行强度核算。

36、（如图4-1）图4-14.1.2凹模设计凹模刃口形式 凹模按结构分有整体式和镶拼式凹模，冲孔凹模的刃口形式也有有直筒形和锥形两种。这里选择整体式直筒型凹模。h可查表，这里取11.2mm，取2°。 （1）凹模外形尺寸确定 在实际生产中首先采用下列经验公式:凹模厚度 （公式4-3）凹模壁厚 （公式4-4）式中 凹模刃口的最大尺寸 系数。所以，凹模厚度：，取40mm。凹模壁厚：（2）凹模的固定方法 凹模常用的固定方法有：用螺钉、销钉固定在下模座上 直接压入固定板中固定 快速凹模用止动螺钉固定。这里采用直接压入固定板中固定。（4） 凹模强度校核 按上述方法确定的凹模外形尺寸，即可保证凹模有足

37、够的强度和刚度，故对凹模一般不进行强度校核。（如图4-2） 图4-2图4-34.2工作零件制造在模具制造中，通常按照零件结构和加工工艺过程的相似性，可将各种模具零件大致分为工作型面零件、板类零件、轴类零件、套类零件等凸模和凹模的加工方案一般有分开加工和配合加工两种。凸模的加工工艺可选择：下料锻造退火毛坯外形加工（包括外形粗加工、精加工、基面磨削）划线刃口轮廓粗加工刃口轮廓精加工螺孔、销孔加工淬火与回火研磨或抛光。凹模的加工工艺可选择：下料锻造退火毛坯外形加工螺孔、销孔、穿丝孔加工淬火与回火磨削加工上下面及基准面线切割加工钳工修正。4.4.1 卸料装置卸料装置分固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切

38、刀三种。这里选用弹性卸料装置，用内六角卸料螺钉固定卸料板。卸料板采用45钢制造，热处理硬度为4045HRC。导向部分表面粗糙度应达到。4.4.2 树脂的选用选择树脂的原则（1） 所选树脂必须满足压力的要求，即 （公式4-5）式中 每个树脂在预压缩状态时的预压力（N）； 卸料力（N）； 树脂数目。所以，。所选树脂必须满足压缩量的要求，即式中 树脂的允许最大压缩量（mm）； 树脂的预压缩量（mm）； 卸料板的工作行程（mm），一般取，为材料厚度； 凸模的总修磨量，一般取510mm。所以，（2） 所选树脂必须满足模具结构空间的要求，即树脂的尺寸及数量，应能在模具上安装的下。这里选择圆钢丝螺旋树脂4根。4.5 标准模架的选用该模具自行设计的模架，该模架可纵向、横向送料。适用于一般精度要求的冲模。模架两导套、导柱分别装在上、下模座两边，凹模面积是导套前的有效区域。可用于冲压较宽条料，且能用边角料。送料及操作方