矩形盒冲压工艺分析及模具设计

1、 毕业设计矩形盒冲压工艺分析及模具设计机械工程系学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程系 部： 专 业： 指导教师： 二一四年六月诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书设计题目： 矩形盒冲压工艺分析及模具设计 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 专业负责人： 1设计的主要任务及目标 （1）通过毕业设计能够巩固所学的各类基础知识、初步掌握冲压模具设计的 流程,熟练掌握使用各类工具书籍。 （2）通过毕业设计使学生初步达到

2、工程师所具备的基本素质。2设计的基本要求和内容 （1）完成冲压件的工艺性分析（工艺分析、工艺方案确定、工艺计算） （2）进行冲压模具的结构设计和计算（主要零部件的结构设计、模具结构设计及模具工作部分尺寸计算等） （3）制定模具典型零件加工的工艺规程 (4)完成模具总装配图及模具主要零部件图的绘制 （5）编写模具毕业设计论文3主要参考文献 （1）冲压设计资料 机械工业出版社 王孝培主编 （2）冲模图册 机械工业出版社 李天佑主编4. 进度安排 设计（论文）各阶段名称 起止日期1开题报告2014.3.12014.3.152工艺分析及计算2014.3.12014.4.153模具结构设计及计算2014

3、.4.12014.5.154绘制图纸及编写设计说明书2014.5.12014.6.165毕业答辩2014年6月中旬 材料：08 厚度：1.5 矩形盒冲压工艺分析及模具设计摘要：根据给定的具体零件图的尺寸和公差要求，并结合生产实际中的使用条件，设计了矩形盒落料拉深复合模以及切边模两套模具。包括：冲裁工艺设计，复合模结构、形式的设计及主要工作部件设计等。涉及模具方案的确定，材料的利用率，压力机的选择，模具正常工作时的情况，模具相应零部件的选取和制造。完成了拉深力、冲裁力、切边力、卸料、定位零件、顶出装置等的计算，然后对主要零部件的设计和标准件进行选择，最后，阐述了对异形凸、凹模的加工过程。关键词：

4、矩形盒；复合模；切边模 THE MOLD DESIGN OF THE RECTANGULAR BOXAbstract：This passage has designed rectangular box deep drawing dropping material composite modulus and trimming mode , according to the require of given concrete part drawings size and tolerance, combinging the using condition of reality while produ

5、cing. Including blanking process design, compound mould structure and forms of design, major work parts design . Involving the scheme determination of mould, material utilization , press choice, and the normal working condition of mold , Die parts selection and manufacturing .Completed the calculati

6、on of the deep drawing force ,cutting force, trimming force, unloading, positioning parts, ejection device etc. Then choosing the main parts and standard parts .Key words: Rectangular box；Composite modulus；Trimming mode目 录1.前言12 工艺分析32.1 设计课题32.2 零件工艺分析及方案确定32.2.1 零件工艺分析32.2.2 方案确定42.3 模具结构形式的确定43 主

7、要工艺设计及计算63.1 拉深工艺设计及计算63.1.1 盒形件的修边余量63.1.2 拉深次数的确定63.1.3 盒形件拉深工序图的确定83.1.4 排样83.1.5 拉深凸、凹模尺寸计算93.1.6 拉深凸、凹模圆角半径的确定103.1.7 拉深力计算103.2 落料、冲孔工艺设计及计算113.2.1 冲裁力及压边力计算113.2.2 卸料力、推件力和顶件力计算113.2.3 冲裁凸凹模刃口尺寸计算123.3 落料拉深模冲压力的计算133.3.1 确定压力中心133.3.2 压力机的选择133.4 切边设计及计算143.4.1 模具结构特点143.4.2 冲切过程143.4.3 切边力计算

8、143.4.4 推件力和顶件力计算143.5 切边总力的计算153.5.1 确定压力中心153.5.2 压力机的选择154落料拉深模具零件的设计与计算174.1 工作零件设计174.1.1 上模固定方式174.1.2 下模固定方式174.1.3 凸、凹模的设计174.2 定位零件设计194.2.1 挡料销194.2.2 导料板194.3 卸料装置194.4 推件与顶件装置194.4.1 推件装置194.4.2 顶件装置204.5 模架204.5.1 导柱、导套的布置204.5.2 上、下模座的尺寸214.5.3 导柱、导套214.6 模柄214.7 凹模垫板224.8 固定板224.9 螺钉孔

9、234.10 圆柱销244.11 橡胶弹顶器244.12 压边圈的选择244.13 工艺零件和结构零件材料的选用254.14 闭模高度的计算254.15 闭模高度校核265 切边模模具零件的设计与计算275.1 凹模冲切工作的移动量275.2 凹模运动斜度和尺寸设计275.3 凸模275.4 定位芯275.5导板275.6 模架335.6.1 导柱、导套的布置335.6.2 上、下模座的尺寸335.6.3 导柱、导套335.7 模柄335.8 垫板345.9 固定板345.10 橡胶弹顶器355.11 弹簧355.12 闭模高度的计算365.13 闭模高度校核376 模具制造工艺设计386.1

10、 异形凸模加工工艺过程386.2 典型凹模加工工艺过程386.3 卸料板加工工艺过程387 模具的经济性分析398 模具的总装配40结论42参考文献43致谢44 II 太原工业学院毕业设计1 前言模具工业是国民经济的基础工业。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。模具工业对国民经济和社会发展将起到越来越大的作用。随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节，是我们对所学知识的综合运用，通过对

11、专业知识的综合运用，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的选用为模具制造的进步创造了良好的条件。近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元

12、（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。本毕业设计是矩形盒模具设计，涉及落料、拉深复合模以及切边模设计。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，落料后的零件在推料块的作用下与拉深凸模接触，进行拉深，落料拉深结束后，取下放在切边模上进行切边。 1.1 我国冷冲压模具现状及前景在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一。随着科学技术的发展，工业品的品种和数量不断增加，产品的改型换代加快，对产品质量和外观不断提出新的要求，对模具的质量的要求越来越高。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具设计与制造水平的高低，直接影响着国民经济的发展，世界上工业发达的国家，模

13、具工业发展迅速，模具总产值超过机床工业的总产值，是国民经济的基础工业之一。模具技术，特别是制造精密、复杂、大型长寿命模具的技术，已经成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。模具制造技术随着制造设备水平的提高而提高。随着先进、精密和高自动化程度的模具加工设备的应用，如数控仿形铣床、数控加工中心、精密坐标磨床、挤压磨研机等模具加工和检测设备的应用，拓展了可进行机械加工模具的范围，提高了加工精度，降低了制件表面粗糙度，大大提高了加工效率，推进了模具设计制造一体化的发展。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美

14、元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。2 工艺分析2.1 设计课题 图2.1工件图 材料：08钢 厚度：1.5 生产批量：大批量生产 抗剪强度 ：抗拉强度：2.2 零件工艺分析及方案确定2.2.1 零件工艺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，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，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

15、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1。制件尺寸公差无要求，故按IT13级选取。由于制件结构简单，形状对称，适于冲裁加工。 冲压件的材料分析08钢的抗剪强度，抗拉强度，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。根据以上数据分析，此产品冲压工艺性较好，无悬臂和狭槽。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。2.2.2 方案确定首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有落料、拉深、切边。方案一：先落料，再拉深，最后切边，采用单工序模生产。方案二：先落料拉深复合模，最后切边模

16、生产。方案三：落料、拉深、切边复合冲压，采用复合模生产。方案一均为单工序，虽然各个模的设计会简单些，强度、精度也能很好的达到要求，但是副模具的设计量太大，而且加工过程需要多次定位，很是麻烦。方案三可以直接拿落好的料进行加工，这样一来只需要一副模具，大大减少模具设计任务，但是，由于拉深后材料会有所收缩，在盒口处需要切边，根据计算，这样复合模的壁太薄，强度不够，所以方案三不行。方案二既能达到模具的设计要求，也能尽可能减少工作量，而且两个工序放在一起，也能充分发挥一副模具的作用，提高生产效率。通过对比，方案二比较适合该零件，采用方案二。2.3 模具结构形式的确定a. 总体结构为正装复合模。b. 卸料

17、装置采用刚性卸料装置，以便于制造与操作。c. 顶件装置采用顶件器顶出制件。d. 为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。e. 复合模工序的先后顺序排列有利于成形及模具制造，维修。f. 压力机在一次行程内能完成落料拉深工序。g. 压力机在一次行程内完成切边工序。3 主要工艺设计及计算3.1 拉深工艺设计及计算3.1.1 盒形件的修边余量一般情况下，盒形件在拉深后都需要修边，所以在确定毛坯尺寸和进行工艺计算之前，应在工件高度或凸缘宽度上加修边余量，无凸缘盒形件的修边余量 也可查得。由，查表得到：修边余量 矩形件的计算高度H=843.1.2 拉深次数的确定由， ，查图4-57得该

18、工件是高盒形件，毛坯形状是椭圆。拉深计算按表4-34所列的第一种方法(1).假象毛坯直径 (2).毛坯长度 (3).毛坯宽度 (4).毛坯半径 (5).工序比例序数 (6).初步估算拉深次数 N=3 (7).查图得 (8).n-1道工序半径 (9).角部间隙 (10)n-1道拉深尺寸 (11).（n-2）道拉深半径 (12).工序间的距离 (13).（n-2）道拉深尺寸 (14).判断能否由毛坯直接拉到n-2道工序 . 和估算的一致，需要3次拉。 (15). 工序高度：H=84 ，3.1.3 盒形件拉深工序图的确定过渡工序的凸模圆角半径（底角半径）故: , , 拉深工序图如下： 图3.1 拉深

19、工序图3.1.4 排样(1)搭边值：工件间 侧面(2)选有侧压装置 (3)条料宽度：(4)导尺间的距离A=B+z=234+8=242式中：冲裁件垂直于送料方向的尺寸；：侧搭边的最小值；：条料宽度的单向偏差。：导尺与最宽条料之间的最小间隙。其中分别由模具实用技术设计综合手册表1-1-16和表1-1-18查得。 (5)排样方法：直排、有废料排样 (6)选板材： (7)材料利用率： (8)排样图如下： 图3.2 排样图3.1.5 拉深凸、凹模尺寸计算一、间隙的确定(1)隙值应合理选取，否则，z过小会增加摩擦力，使拉深件容易破裂，且易擦伤表面，和降低模具寿命；z过大，又易使拉深件起皱，且影响工件精度。

20、(2)不用压边圈拉深时：。查机械精度设计与检测3式中板料厚度的最大极限尺寸（）； 板料厚度的基本尺寸（）； (3) 拉深盒形件时凸模与凹模之间的间隙，在直边部分可参考U形工件的压弯模的间隙来确定。 以上得到间隙值： 二、拉深模工作部分尺寸的确定非圆形凸凹模的制造公差可根据工件公差选定。若拉深件的公差为IT13级时，凸凹模制造公差采用IT9级精度。根据模具实用技术设计综合手册， 查得对于 ， ， 对于， ， ， 式中：拉深件公称尺寸；：拉深凸模和凹模刃口尺寸； ：拉深件公差； ：凸模和凹模间的间隙； ：凹模和凸模制造公差；注:以上只是首次拉深的尺寸计算。3.1.6 拉深凸、凹模圆角半径的确定拉深

21、凹模圆角半径也可以根据工件材料的种类与厚度来确定。根据模具实用技术设计综合手册表1-3-48得： , , , , 3.1.7 拉深力计算查冲压设计资料得到以下拉深力的计算： 3.2 落料、冲孔工艺设计及计算3.2.1 冲裁力及压边力计算在生产使用中，考虑到刃口变钝、间隙不匀和材料性能波动等原因素，通常使用： ：冲裁件周长（）；：；：为材料之抗剪强度；所以。 压边力：，查表得， 压边圈面积： 3.2.2 卸料力、推件力和顶件力计算根据模具实用技术设计综合手册表1-2-25，系数、的数值，查得： =0.04；=0.055；=0.06卸料力： 推件力： 顶件力： 3.2.3 冲裁凸凹模刃口尺寸计算落

22、料件尺寸取决与凹模尺寸，落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证冲裁间隙值。根据模具实用技术设计综合手册表1-1-27 08钢的冲裁模具初始双面间隙值为 对于 L=230mm查根据模具实用技术设计综合手册 表1-1-38，凸模和凹模制造公差。查得，,校核 对于 L=74mm查根据模具实用技术设计综合手册 表1-1-38，凸模和凹模制造公差。查得， ， 式中：和 ：冲件公称尺寸； ：冲件公差； ：落料凸、凹模刃口尺寸； ：最小冲裁间隙； ：磨损系数，与冲件精度有关； ：凸、凹模制造公差；3.3 落料拉深模冲压力的计算因为该装置采用刚性卸料装置和上出料方式，所以 3.3.1 确定压力中心为了保证

23、压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则，在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。按比例画出工件形状零件图，因为工件左右对称，所以模具的压力中心即在工件的几何中心处。3.3.2 压力机的选择深拉深时压力机的公称压力：，式中为冲压工艺总力，与模具结构有关。所以，所以。对于拉深件，选择压力机时，不仅要考虑压力机的公称压力，为了方便取件，还要求压力机行程应满足，为工件拉深的高度，所以压力机的主要技术规格为：型号：JA21-160公称压力/KN：1600滑块行程/mm：

24、80行程次数/次/分：40最大闭合高度/mm：450连杆调节量/ mm：130工作台尺寸/前后左右/：工作台孔尺寸/前后左右/直径mm： 模柄孔尺寸/直径深度/mm：3.4 切边设计及计算3.4.1 模具结构特点该模具用于矩形件切边的切边模模具结构。查阅冲压工艺与模具设计实例分析4，切边模是通过凹模在x、y两个水平方向前后左右移动，与固定的凸模之间，在压力机的一次行程中顺序冲切盒形件的余边。切边模操作简单，生产效率高，切边质量好；但模具制造难度和生产成本较高，只有在大批量生产条件下使用才是经济合理的选择。3.4.2 冲切过程切边凹模10放在托板上，拉深毛坯件安放在凸模上，其外形与工件内形吻合，

25、工件高度尺寸超出凸模刃口下边缘4mm，即需要切下的余量。限位柱用来推动凹模上平面，使凹模在导板内准确移动，开模时，限位柱下端面距离凹模上平面的距离为顶板距凸模上平面的距离加上凸模刃口与凹模刃口之间的距离。即限位柱接触到凹模时，凸、凹模刃口正好配合进行切边。当顶板随压力机下行时，在限位柱的推动下，凹模下行的同时，在导板的作用下作水平移动，凸、凹模刃口配合完成切边工序。压力机上行时，依靠模具下部的弹顶器，使凹模复位。上模上行，限位柱离开凹模后，在弹簧作用下将工件推出。3.4.3 切边力计算式中 ：冲裁件周长（）； ：； ：为材料之抗剪强度；所以3.4.4 推件力和顶件力计算根据模具实用技术设计综合

26、手册表1-2-25，系数、的数值，查得：=0.05；=0.05；推件力：顶件力：3.5 切边总力的计算所以3.5.1 确定压力中心为了保证压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则，在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。按比例画出工件形状零件图，因为工件左右对称，所以模具的压力中心即在工件的几何中心处。3.5.2 压力机的选择压力机的公称压力：，式中为冲压工艺总力，与模具结构有关。所以,所以，所以压力机的主要技术规格为：型号：JH23-40公称压力/KN：400

27、滑块行程/mm：80行程次数/次/分：55最大闭合高度/mm：330连杆调节量/ mm：65工作台尺寸/前后左右/mm：工作台孔尺寸/前后左右/直径/mm： 模柄孔尺寸/直径深度/mm：4落料拉深模具零件的设计与计算4.1 工作零件设计4.1.1 上模固定方式查冷冲压模具图集，凸凹模和凸模固定板用过渡配合，借螺钉夹紧，销钉定位，紧固在模座上。零件之间配合为过渡配合。 4.1.2 下模固定方式落料凹模采用凹模最常见的固定方式，螺钉紧固，销钉定位。拉深凸模与下模座过渡配合，通过螺钉紧固。 4.1.3 凸、凹模的设计 一、落料凹模设计(1) 凹模高度 查冲压设计资料，表2-40可查出凹模高度与壁厚，

28、取，。但考虑到模具的装配取。凹模长度 (2) 凹模的固定方法凹模的固定方法与凸模的固定方法相似，采用机械固定法。本设计采用螺钉和销钉固定。二、凸凹模设计(1) 凸凹模高度的确定 =55+64+15+8+25=168mm：凸凹模固定板的厚度；（55mm）：工件的高度：（64mm）： 附加高度；()mm：导料板高度（查表取值8mm）：卸料板高度：(2) 凸凹模固定方法凸模与固定板紧配合，上端带有台肩，以防拉下。(3) 凸凹模壁厚的校核由冲压设计资料，表2-43得凸凹模的最小壁厚。由装配图得，凸凹模壁厚为20 mm远大于3.8mm，故满足条件。(4) 落料凸模的校核 ，得 ：凸模最小截面积； ：冲裁

29、力：（403000N） ：凸模材料的许用压力；9.3（兆帕） 三、拉深凹模结构设计考虑本成品的零件结构形式，本凹模采用矩形凹模，其材料与凸模一样采Cr12MoV，热处理的硬度为58-62HRC，内形尺寸即半成品的外形。凹模高度凹模外形尺寸。凹模校核：四、拉深凸模的设计根据半成品的内形尺寸和拉深凹模尺寸可确定拉深凸模的尺寸为4.2 定位零件设计定位至少应有三个支承点，两个导向点，一个定程点。保证各点之间有足够的距离，保证板坯定位稳定。4.2.1 挡料销挡料销的功能是保证条料有准确的送料距。采用台肩式挡料销，并且固定在凹模上。由于固定部分和工作部分的直径有差别，不至于过分的削弱凹模强度，而且台肩式

30、挡料销制造容易、结构简单、操作方便。4.2.2 导料板 导料板又称导尺，用于条料送进过程中对条料侧面进行导向。查冲压设计资料， 查得导料板的厚度为。为使条料顺利通过，导料板间的距离应等于条料的最大宽度加上间隙值（一般大于），所以导料板的宽度为。根据,查得导料板的各部分尺寸。4.3 卸料装置a. 采用刚性卸料装置。b. 刚性卸料板用3个沉头螺钉定位。c. 卸料板厚度为25mm。4.4 推件与顶件装置把制件从装于上模座的凸凹模中推出的零件，称为推件装置，若从装于下模座的凸模上从下往上顶出制件，则为顶件装置。4.4.1 推件装置（1）、推件装置的推力可利用压力机上的打杆在打杆横梁作用下得到。顶件装置

31、的顶力一般利用橡胶，顶杆等得到。推板的形状要按被推的制件形状设计。设计要合理，要在保证能平稳推下制件的前提下，受力点尽量少些。为使推荐力均衡分布，推杆要均匀分布，长度一致。其尺寸可查实用模具设计与制造手册，表2-96.（GB2867.4-81）（2）、推杆的材料应有一定的刚度，一般要经过淬火处理。推杆的直径和长度一般已经标准化，可按国标选取。穿过模柄的孔，把压力机滑块上的打杆横梁的力传给推板的杆件，称为打杆。打杆的长度的确定可按下式进行计算 式中 ：打杆长度；：顶出状态时，打杆在上模座平面以下的长度；：压力机滑块底平面到打杆横梁孔间最小尺寸; ：考虑各种误差而加的常数，一般取。（3）、推件块与

32、凸模的配合一般为较松的间隙配合，也可以根据板料厚度取适当间隙。4.4.2 顶件装置顶件装置由顶杆、顶件块和弹顶器组成。顶件装置对坯料有压料的作用，故冲件平直度较高。弹顶器可做成通用的。在设计弹性顶件装置中的顶件块时，模具闭合时，顶件块背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；模具开启时顶件块必须顺利复位，且工作面应高出凹模平面0.20.5mm，以保证可靠顶件。顶件块与凸模为间隙配合，其外形尺寸一般按照公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度去适当间隙。4.5 模架模架包括上模座、下模座、导柱和导套。4.5.1 导柱、导套的布置常见的导柱导套布置形式有三种：a. 后侧式导柱：可三面送料，操作方

33、便，广泛用于导向要求不太高的情况；b. 中间导柱和对角导柱：导向准确，适用于共建精度要求较高或无间隙、小间隙冲模，但操作不如上一种方便c. 四个或六个导柱导向：导向情况最好，但结构复杂，只有在冲大型工件、零件要求特别高的工件或大量生产用的自动化冲模才采用考虑到凹模周界较大，不考虑后侧导柱模架，本设计采用中间导柱模架。4.5.2 上、下模座的尺寸上下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别于压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。模座的外行尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求确定，对于矩形模座其长度应比凹模板长度大4070mm，而宽度可以等于或略大于凹模板的宽度，但应该考虑有足够的安装导柱、到

34、套的位置。模座的厚度一般取凹模板厚度的1.01.5倍，考虑受力情况，上模座厚度可以比下模座厚度小510mm。 上模座的外形尺寸为下模座的外形尺寸为上下模座的材料均采用4.5.3 导柱、导套导柱和导套间的配合性质分为滑动导向配合和滚动导向配合。因为滚动导向配合多用于精冲模、高速冲裁模、硬质合金冲模和小间隙精密冲模。故本设计采用滑动导向配合。故本设计采用滑动导向配合。导套孔与导柱间采用、的间隙配合。查冲压设计资料，表8-25以及表8-26查得 导柱：（GB/T2861.1-81）导套：（GB/T2861.6-81）45mm150mm58mm4.6 模柄中、小型模具的上模常通过模柄将其固定在压力机的

35、滑块上带动上下运动，常用的模柄型式可见冲压设计资料，表2-107采用凸缘模柄，它与模座孔采用有过渡配合。查模具实用技术设计综合手册表1-7-32（GB2862.1）取尺寸。材料为A3钢。 图4.1（凸缘模柄）4.7 凹模垫板由于凹模高度设计的在装配图上还是较小，需加垫板。常用材料为45钢、T7A。外形尺寸与凹模一致，厚度与外形尺寸有关，可取25mm。4.8 固定板固定板主要用于将凸模、凹模或凸凹模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除了应保证凸、凹模安装孔外，还应考虑螺钉和销钉的位置，厚度一般取为凹模厚度的。本设计中固定板的厚度为。固定板的基本结构和尺寸可按GB2858.1-81，GB2858.6，

36、GB2859.1，GB2859.6选取。4.9 螺钉孔螺钉主要承受拉应力，用来连接零件。常用的有内六角螺钉和各种带槽的柱头螺钉，螺钉孔结构尺寸配合见表4-1，表中字母含义见图4-3。表4-1 螺钉孔尺寸配合表dDD1M6711325M8913.5435M1011.516.5545M1213.519.5655M1617.525.5875螺钉孔尺寸配合图示4.10 圆柱销圆柱销主要起定位作用，并承受一定的侧向力，中小型模具中一般用两个圆柱销定位。圆柱销为标准件，查实用模具设计与制造手册，表2-118（摘自GB119-76），可得圆柱销各尺寸。4.11 橡胶弹顶器橡胶允许承受的载荷较弹簧大，并且安装

37、调整方便，所以在冲裁模中应用较多。冲裁模中用于卸料的橡胶有合成橡胶和聚氨酯橡胶，其中聚氨酯橡胶的性能比合成橡胶优异，是常用的卸料弹性元件。所以本设计中采用聚氨酯橡胶。为保证卸料正常工作，应使橡胶的预压力大于或等于顶件力，即 。 橡胶压缩时产生的压力按下式计算式中： ：橡胶的横截面积； ：与橡胶压缩量、形状有关的橡胶弹簧的单位压力，一般取；本设计中橡胶外径为106mm，内径为24mm。由装配图得橡胶的压缩量为64mm，橡胶压缩量45%，所以橡胶的自由高度为143mm。橡胶高度h与外径D之比应满足，满足。故选用的橡胶弹簧满足顶件力的要求。4.12 压边圈的选择 （1）、压边圈的厚度：20mm （2

38、）、压边圈的外径: 232mm （3）、压边圈的内径: 177mm4.13 工艺零件和结构零件材料的选用根据冲压工艺与模具设计实用技术，材料选择见表4-2表4-2 工艺零件和结构零件材料的选零件名称选用材料零件名称选用材料上、下模座HT200螺钉45导柱20销钉45导套20打板45凸凹模固定板Q235顶杆、推杆45导料板Q235压边圈T8A卸料板Q235模柄A3垫板45推件块454.14 闭模高度的计算通过从装配图上测量得到，模具的闭模高度为344mm冲模的闭合高度是模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压机的装模高度 是指滑

39、块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。当连杆调至最短时为压机的最大装模高度；连杆调至最长时为为最小装模高度。冲模的闭合高度H应介于压机的最大装模高度之间，其关系为：如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲模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，以便模具能正确安装和正常使用。 闭模高度满足条件的。4.15 闭模高度校核前面由冲压力初选1600KN的压力机，最大闭合高度为450mm，最小

40、闭合高度220mm。而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系式确定，即：一般冲裁时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%-100%。滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。特别是拉深件应使滑块行程长度大于制件高度的2.5-3倍。工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出50-100mm，以便安装固定模具用的螺栓和垫板。经过综合分析所选压力机可以满足模具工作要求。5 切边模模具零件的设计与计算5.1 凹模冲切工作的移动量凹模相对凸模在水平方向的移动，可以达到

41、切去工件毛边的目的，但必须有足够的移动距离，一般取。由于工件厚度为1.5mm，所以取凹模对中心的偏摆量可取3.5mm.5.2 凹模运动斜度和尺寸设计凹模外侧的运动斜度是与导板相接触的工作面。斜度大时运动阻力也大，使凹模移动困难；斜度太小，则需凹模在垂直方向移动很大的距离，才能使凹模在水平方向移动一定的距离来完成切边工作。凹模侧面的运动斜度一般选用30，凹模的斜面部分和导板斜面部分相配合，而导板的斜面高度与的凹模移动a和b有关，故，取24mm。凹模内侧尺寸按切边凸模和切边工件尺寸制造，其值等于凸模外形尺寸加上工件厚度。5.3 凸模凸模尺寸按切边工件内形形状尺寸制造，与工件内形尺寸相同。高度尺寸应

42、按工件切边高度确定。材料选择 Cr12MoV。5.4 定位芯为防止制件变形，制件里装有定位芯4，外形与制件内形成配合。其高度与制件所需高度相同。5.5导板导板工作面是由垂直面和斜面组成的折线面。一般导板的角度设计为30或45 (这里取30) 。凹模在左右方向移动时, 其动作由左右导板决定。凹模在前后方向移动时， 其动作由前后导板决定。凹模在左右方向不移动时, 左右导板是直线(其长短由前后板块决定) , 前后导板是斜线。凹模在左右方向移动时,左右导板是斜线, 前后导板是直线(其长短由左右导板决定) 。导板取30角，与凹模运动斜度一致。导板曲线是按凹模水平移动量、结构参数，以及运动要求进行设计计算

43、的。导板曲线设计计算如下：左导板： 图5.1（左导板）线段ab：。（1） ab斜线在水平面上投影长度=凹模端面斜度投影长度+凹模向左移动量=。（2） ab斜线在垂直平面上投影长度=凹模端面斜度高度+凹模向左移动量mm。线段直线高度=3倍凹模斜端面直边厚度+=。线段cd。（1） cd斜线在水平面上投影长度=凹模向右移动距离=。（2） cd斜线在垂直平面上投影高度=mm。线段de de直线高度=凹模向前移动时垂直下降行程=线段ef。（1） ef斜线在水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离。（2） ef斜线在垂直平面上投影高度=。线段直线高度=凹模厚度+凹模斜端面直边厚度+空隙线段ag ag垂直高度

44、=左导板各线垂直高度总和=17.1+6.2+12.124+12.124+12.124+13.2=72.872mm。右导板： 图5.2（右导板）线段ab。ab斜线在垂直平面上投影长度=凹模端面斜线垂直高度+。线段直线高度=凹模斜端面直边高度-0.2=2-0.2=1.8mm。线段cd。（1） cd斜线在水平面上投影长度=凹模向左移动量+=3.5+0.10.577=3.56mm。（2） cd斜线在垂直平面上投影高度=mm。线段dede直线高度=凹模斜端面直边高度+0.2=2+0.2=2.2mm。线段ef。（1） ef斜线在水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离=2a=7mm。（2） ef在垂直平面上

45、投影高度=mm。线段 直线高度=左导板de直线高度+2凹模斜端面直边厚度=12.124+22=16.124mm。线段 斜线在水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离=2a=7mm。 斜线在垂直平面上投影高度=mm。线段 直线高度=凹模厚度凹模斜端面直边厚度空隙=1224120.2=11.2。线段aiai垂直高度=右导板各线垂直高度总和=11.1+1.8+6.2+2.2+12.124+16.124+12.124+11.2=72.872mm。前导板： 图5.3（前导板）线段ab。（1） ab斜线在水平面上投影长度=凹模端面斜度投影长度+凹模向前移动量=mm。（2） ab斜线在垂直平面上投影长度=凹模

46、端面斜度垂直高度+凹模向左移动量=mm。线段直线高度=左导板的（直线高度+cd斜线在垂直平面上投影高度）直线高度+1倍凹模斜端面直边厚度=6.2+12.124+2=20.3mm。线段cd。（1） cd斜线在水平面上投影长度=凹模向前向后移动距离=2b=7mm。（2） cd斜线在垂直平面上投影高度=mm。线段de 前导板垂直总高度ae与左/右导板垂直总高度应相同，因此：de直线高度=导板各垂线直总高度-前导板的（ab+cd）各线垂直高度=72.872-（17.1+20.3+12.124）=23.3mm。后导板： 图5.4 （后导板） 线段ab。ab斜线在垂直平面上投影长度=凹模端面斜度垂直高度+

47、=11+0.1=11.1mm。线段cd。（1） cd斜线在水平面上投影长度=凹模向前移动量+77=3.56mm。（2） cd斜线在垂直平面上投影高度=cd斜线在水平面上投影长度3.561.732=6.2mm.。线段dede直线高度=前导板直线高度-凹模斜端面直边厚度=mm。线段efef在水平面上投影长度=凹模从右向左移动距离=2a=7mm。ef斜线在垂直平面上投影高度=mm。线段直线高度=导线各线垂直总高度-前导板的（ab+cd+de+ef）各线垂直高度=72.872-（11.1+1.8+6.2+16.3+12.124）=25.348mm。5.6 模架5.6.1 导柱、导套的

48、布置本设计采用中间滑动导柱导向。5.6.2 上、下模座的尺寸上下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别于压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。模座的外行尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求确定，对于矩形模座其长度应比凹模板长度大4070mm，而宽度可以等于或略大于凹模板的宽度，但应该考虑有足够的安装导柱、到套的位置。模座的厚度一般取凹模板厚度的1.01.5倍，考虑受力情况，上模座厚度可以比下模座厚度小510mm。 上模座的外形尺寸为下模座的外形尺寸为上下模座的材料均采用5.6.3 导柱、导套导柱和导套间的配合性质分为滑动导向配合和滚动导向配合。因为滚动导向配合多用于精冲模、高速冲裁模、硬

49、质合金冲模和小间隙精密冲模。故本设计采用滑动导向配合。故本设计采用滑动导向配合。导套孔与导柱间采用、的间隙配合。查冲压设计资料，表8-25以及表8-26查得 导柱：（GB/T2861.1-81) 导套：（GB/T2861.6-81）45mm150mm58mm5.7 模柄中、小型模具的上模常通过模柄将其固定在压力机的滑块上带动上下运动，常用的模柄型式可见冲压设计资料，表8-32采用压入式模柄，它与模座孔采用有过渡配合。查表得（GB2862.1-8）取尺寸。材料为A3钢。 图5.5 （压入式模柄）5.8 垫板垫板可以起到将凸模承受的压力均布到模座上，避免凸模直接和模座接触，从而避免压强过高而压塌模面。垫板的作用是直接承受和分散凸模或凹模传递的压力，以降低模座说承受的单位压力，保护模座不被凸模断面压陷。而是否采用垫板，视模座所受的压应力是否超过模座材料的许用应力而定，当压应力超过，则用垫板，反之，可以不用垫板。常用材料为45钢、T7A。外形尺寸与凸模固定板一致，厚度与外形尺寸有关，可取612mm。可以通过查表得出。查得。5.9 固定板固定板主要用于将凸