毕业论文-拉簧钩件冲压工艺分析及模具设计

1、毕业设计拉簧钩件冲压工艺分析及模具设计学生姓名： 学号： 系 部： 机械工程系 专 业： 材料成型及控制工程 指导教师： 二零一五 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：拉簧钩件冲压工艺分析及模具设计系部： 机械工程系 专业：材料成型及控制专业 学号 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标（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工程师所具备的基本素质。

2、2主要内容（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件图的绘制。（5）编写模具毕业设计论文。3主要参考资料1王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2000.2李天佑.冲模图册 M.北京:机械工业出版社,2005. 3刘忠华.自动分度径向冲孔模J.模具工业，1997,03:43-45. 4杨海良.不锈钢支架狭长孔冲裁工艺研究J.模具工业，2014,08:33-36.5冲模设计手册编写组编. 冲模

3、设计手册（4）北京:机械工业出版社,2001.设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1开题报告2014.12.012014.12.302工艺分析及计算2015.03.012015.04.153模具结构设计及计算2015.04.152015.05.154绘制图纸及编写设计说明书2015.05.152015.06.105毕业答辩2015年6月中下旬4进度安排5工件图（1）工件名称：拉簧钩件（2）市场批量：30万件（3）材料：08F钢（4）料厚：1mm（5）零件图如下： 审核人： 赵跃文 2014 年 12 月 15 日I拉簧钩件冲压工艺分析及模具设计摘要：本本次设计为拉簧钩件冲压工艺分析及模具设计，

4、通过分析工件可以发现工件成型包括了常见的三个工序，分别是落料、弯曲、冲孔，需要设计一个级进模来实现工件的生产。要求设计的模具设计浅显易懂，利用我们所学知识，可以对我们所学知识有个系统的学习和掌握，做到学以致用。首先，对拉簧构件做全面的研究。研究的内容有：结构的分析、所达到的精度、工序的安排是否合理等。设计比较合适的排样方式，可以做到降低成本的效果；然后进行模具设计整体的工艺计算和分析，选用合理的方案。工艺分析和计算的内容包括选择合理的方案和工序的安排组合，根据材料来计算模具所使用的冲压力，从而选择合适的压力机。模具刃口的选择和计算，选择合适的凸凹模间隙可以提高模具的寿命；而且只有刃口的精度保证

5、了，工件的精度才能保证。根据计算出的凸凹模刃口尺寸数据和模具设计过程中的结构，尽量选用合适的标准件，做到标准化，从而完成装配图以及主要零件的设计。在进行确定和校核模具高度，选择合适的标准模架，进行压力机校核，以满足实际生产的需求。关键词：级进模，冲压工艺，模具设计StampingprocessforcomponentsofextensionspringandmolddesignAbstract: This design is for stamping process analysis and mould design of spring components. Based on compone

6、nt analysis, it can be found that components molding involves three common processes: blanking, bending and punching, which requires a design of progressive die to realize component production. The mould design should be easy to understand according to our knowledge so we can have a systematic grasp

7、 of what weve learned and put them into application. First, it conducted an overall study of spring components. The study contains structure analysis, available accuracy and reasonability of process arrangement. A proper layout can lower the cost; an overall calculation and analysis of mould design

8、was made to choose a suitable solution. The process analysis and calculation include selecting a reasonable solution and process arrangement, in order to determine corresponding punching machine based on the pressure the mould needs calculated from the material. A proper gap between the punch die ca

9、n improve mould durability according to the selection and calculation of mould edge.The component accuracy can be guaranteed only if the edge accuracy is ensured. In line with the gap size of punch die calculated and the mould structure, standard components are necessary to reach standardization and

10、 complete designs of assembling diagram and major components. The final step is to determine and calibrate mould height for a standard mould carrier, followed by calibration of punching machine to meet requirements for actual production. Keywords: Progressive die,Punching process, Mould designIII目 录

11、 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc408925843 1 前言 PAGEREF _Toc408925843 h 1 HYPERLINK l _Toc408925844 2 冲压件工艺分析 PAGEREF _Toc408925844 h 2 HYPERLINK l _Toc408925845 2.1 材料分析2 HYPERLINK l _Toc408925846 2.2 零件结构 PAGEREF _Toc408925846 h 2 HYPERLINK l _Toc408925847 2.3 尺寸精度 PAGEREF _Toc408925847 h 3 HYPERL

12、INK l _Toc408925848 2.4 毛坯尺寸展开 PAGEREF _Toc408925848 h 3 HYPERLINK l _Toc408925849 3 冲裁方案的确定 PAGEREF _Toc408925849 h 5 HYPERLINK l _Toc408925850 3.1 冲裁工艺方案的确定 PAGEREF _Toc408925850 h 5 HYPERLINK l _Toc408925851 4 模具总体结构的确定 PAGEREF _Toc408925851 h 6 HYPERLINK l _Toc408925852 4.1 模具类型的选择 PAGEREF _Toc4

13、08925852 h 6 HYPERLINK l _Toc408925853 4.2 送料方式的选择 PAGEREF _Toc408925853 h 6 HYPERLINK l _Toc408925854 4.3 定位方式的选择 PAGEREF _Toc408925854 h 6 HYPERLINK l _Toc408925855 4.4 卸料、出件方式的选择 PAGEREF _Toc408925855 h 6 HYPERLINK l _Toc408925856 4.5 导向方式的选择 PAGEREF _Toc408925856 h 6 HYPERLINK l _Toc408925857 5

14、工艺参数计算 PAGEREF _Toc408925857 h 8 HYPERLINK l _Toc408925858 5.1 排样方式的选择 PAGEREF _Toc408925858 h 8 HYPERLINK l _Toc408925859 5.1.1 排样及搭边值的计算 PAGEREF _Toc408925859 h 8 HYPERLINK l _Toc408925860 5.1.2 步距的计算 PAGEREF _Toc408925860 h 8 HYPERLINK l _Toc408925861 5.1.3 条料宽度的确定9 HYPERLINK l _Toc408925862 5.1.

15、4 材料利用率的计算 PAGEREF _Toc408925862 h 9 HYPERLINK l _Toc408925863 5.2 冲压力的计算10 HYPERLINK l _Toc408925864 5.2.1 冲裁力的计算10 HYPERLINK l _Toc408925865 5.2.2 弯曲力的计算 PAGEREF _Toc408925865 h 10 HYPERLINK l _Toc408925866 5.2.3 卸料力与推件力的计算 PAGEREF _Toc408925866 h 11 HYPERLINK l _Toc408925867 5.2.4 总冲压力的计算 PAGEREF

16、 _Toc408925867 h 12 HYPERLINK l _Toc408925868 5.3 压力机吨位选择 PAGEREF _Toc408925868 h 12 HYPERLINK l _Toc408925869 6 刃口尺寸计算 PAGEREF _Toc408925869 h 13IV HYPERLINK l _Toc408925870 6.1 冲裁间隙的确定 PAGEREF _Toc408925870 h 13 HYPERLINK l _Toc408925871 6.2 刃口尺寸的计算及根据与定则 PAGEREF _Toc408925871 h 13 HYPERLINK l _To

17、c408925872 6.3 弯曲刃口尺寸计算 PAGEREF _Toc408925872 h 15 HYPERLINK l _Toc408925873 7 主要零部件设计 PAGEREF _Toc408925873 h 16 HYPERLINK l _Toc408925874 7.1 凹模设计 PAGEREF _Toc408925874 h 16 HYPERLINK l _Toc408925875 7.1.1 凹模外形的确定 PAGEREF _Toc408925875 h 16 HYPERLINK l _Toc408925876 7.1.2 凹模刃口布局的选择 PAGEREF _Toc408

18、925876 h 17 HYPERLINK l _Toc408925877 7.1.3 凹模精度与材质的断定 PAGEREF _Toc408925877 h 177.1.4 凹模加工工序 17 HYPERLINK l _Toc408925878 7.2 凸模的设计 PAGEREF _Toc408925878 h 19 HYPERLINK l _Toc408925879 7.2.1 凸模结构的确定 PAGEREF _Toc408925879 h 19 HYPERLINK l _Toc408925880 7.2.2 凸模高度的确定 PAGEREF _Toc408925880 h 19 HYPERL

19、INK l _Toc408925881 7.2.3 凸模材料的确定20 HYPERLINK l _Toc408925882 7.2.4 凸模精度的确定20 HYPERLINK l _Toc408925883 7.2.5 凸模的强度校核207.3 凸模加工工序. . 217.3.1 冲孔凸模加工工序 21 7.3.2 弯曲凸模加工工序 227.3.3 切边凸模加工工序 22 HYPERLINK l _Toc408925884 7.4 卸料板的设计24 HYPERLINK l _Toc408925885 7.4.1 卸料板外型设计24 HYPERLINK l _Toc408925886 7.4.2

20、 卸料板材料的选择24 HYPERLINK l _Toc408925887 7.4.3 卸料板总体精度的断定247.4.4 卸料板加工工序26 HYPERLINK l _Toc408925888 7.5 固定板的设计267.5.1 固定板加工工序 28 HYPERLINK l _Toc408925889 7.6 垫板的设计287.6.1 垫板加工工序. 28 HYPERLINK l _Toc408925890 7.7 上下模座、模柄的选用30 HYPERLINK l _Toc408925891 7.7.1 上下模座的选用30V HYPERLINK l _Toc408925893 8 冲压设备的

21、校验与确定31 HYPERLINK l _Toc408925894 8.1 冲压设备的校验31 HYPERLINK l _Toc408925895 8.2 冲压设备的确定319 模具总装图3210 总 结33参考文献 HYPERLINK l _Toc408925896 34致 谢 HYPERLINK l _Toc408925897 35太原工业学院毕业设计PAGE 361前言 冲压模具（简称模具）冲压金属板上获得合格产品的工具。模具的设计应该方便工件材料的选择，更应注重工件方便可靠的生产，为保证工件质量稳定生产；要求模具的动作准确，需要导向装置；加工装配模具零件应尽可能的简单，尽可能使用标准件

22、，缩短模具制造周期，降低成本；模具应安装连接部件，以满足需求安装和管理。鉴于CAE技术已经发展了很久，并且现在已经十分的完善，冲压设计方面已经由原来的传统分析，过渡到有限元分析和计算机仿真分析，并逐步完成向优化设计的过渡。在辅助设计落料毛坯设计的时候，使用计算机辅助技术可以优化布局或拉深件毛坯设计。现在出现了很多特种的模具，不但能满足小批量生产，同时大批量也能够满足。而且随着发展坯料的性能也在不断的提高，为了提高性能和效果的形成，如高强度钢板的开发，应用于汽车覆盖件的生产，以减轻重量，提高结构的强度。本论文的研究目的是利用知识，必须提高应用水平能力的一个全面的了解，为以后的工作打下了良好的基础

23、。本次设计是拉簧构件冲压工艺与模具设计，工件材料是普通的08F钢，工件的厚度为1毫米。首先，设计的时候应尽可能的减小工序数，提供生产效率，模具结构最好尽可能简单，同时保证使用寿命长，这样才能保证产品质量稳定，操作简单等优点。冲裁精度IT14，可以采用一般的下料，简单的形状，对称性，为了便于模具加工，有利于材料的利用布局。级进模能够采用一副模具完成多个工序，将多个工序集中到一副模具上，模具的结构复杂，但是生产率高，能够实现自动化生产。复合模的使用，冲裁工件尺寸精度高，工件平整，同轴，对称性和位置误差小，模具同一部位能完成两种或两种以上的加工工序，大大提高了生产效率，但对模具制造精度高。由于复合模

24、一般在模具中完成一些冲裁工艺，结构比单工序模更复杂，但有动作要求的零件不互相干扰，准确可靠。它的模具的制造成本高，制造周期比较长，维修不及单工序模简单。在一般情况下，由于大量生产，对工件的要求也比较高，所以级进模具的选择会更好。2 冲压件工艺分析图2-1 零件简图生产批量：大批量；材料：08F；材料厚度：1.0mm；未注公差：IT14。2.1 材料分析表2-1 08F的力学性能表板料材料型号抗剪强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）屈服强度（Mpa）延展率（%）08F310-380400-47021029由上表2-1可知：08F钢的冲压性能良好，即使冲压要求比较高的零件，也能够满足生产的需要，通过综

25、合分析，该工件的冲裁性能良好。2.2 零件结构零件结构形状相对简单，由冲裁和弯曲工序加工组合而成。零件中有2个位于边缘分布的圆孔，孔的直径的最小尺寸为6毫米，孔距离板料边缘的最小距离约为6mm。经由综合的分析，对该零件进行冲裁量产能够满足实际的需求。2.3 尺寸精度该零件上尺寸都没有标注公差尺寸，所以公差尺寸由公差等级表查到：关于未注公差尺寸，属于自由的尺寸，按IT14查表得到。表2-2 常见的零件公差等级表公差等级IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502

26、50315315400400500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.27

27、0.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.552.4 毛坯尺寸展开弯曲部分为U形弯曲，弯曲内半径为R1。查表可知中性层的位移系数分别为0.31。展开长度计算公式：式中：r弯曲部分小圆弧半径x中性层的位移系数故 按照工件弯曲部位的中性层倒角计算毛坯的形状和尺寸。毛坯的展开外形如下图所示：图2-2 毛坯展开图3 冲裁方案的确定3.1 冲裁工艺方案的确定通过对工件的分析，发现工件具有落料、冲孔、弯曲三个主要工序，其中弯曲又多次弯曲，所以我制定了以下三个生产方案。方案一：采

28、用单工序模，首先进行落料，进而冲孔，后弯曲，弯曲又分为多处弯曲，需要三个弯曲模具来完成。方案二：工件中的落料和冲孔工序靠冲孔落料复合模来完成，后面的弯曲工序则要使用三个单工序的弯曲模来完成。方案三：使用级进模生产，采用侧刃定距可以保证工件的精度，首先完成冲孔切边，最后可以分别分步进行冲压弯曲。方案对比：方案一：模具布局数目有多个，并且往返改换模具，致使工件的精度难以保证。方案二：和方案一一样，由于弯曲需要分为多次，所以工件的精度和定位都不太方便，而且模具数量较多，成本较高，也不能实现大批量生产。方案三：采用一副模具完成，级进模可以包含多个工序，能够顺利完成，满足工件的生产要求。所以，综上所述，

29、使用级进模的方案最好，不但可以满足实际生产的需要，同时可以实现大批量生产。初步确定工件的生产工序为：侧刃定距冲孔、空位、切边、弯曲、切断。4 模具总体结构的确定4.1 模具类型的选择通过工件的工艺分析，以及各个生产方案的对比，决定采用级进模完成工件的生产。4.2 送料方式的选择为了实现工件的自动化生产，工件的送料方式的选择十分重要，在本次设计中，采用自动送料机构，能够满足工件的自动化生产。4.3 定位方式的选择模具采用的是带料，我们设计中采用导料板来控制板料的送进，没有设置无侧压，靠自动送料机构压紧。控制毛坯布局的是侧刃，并在送料过程中使用导正销来完成定位。4.4 卸料、出件方式的选择因为工件

30、料厚为1.0mm，材料很薄，卸料力不大，而且由于需要弯曲工序，所以使用弹性卸料板，卸料的同时还可以起到压料的作用。4.5 导向方式的选择 （a） （b） （c） （d）图4-1 导柱模架（a）中心导柱 （b）后侧导柱 （c）对角导柱 （d）四导柱首先分析工件，由于工件尺寸十分的大，并且生产具有较高的要求，后侧导柱的尺寸比较合适，对角导柱容易偏移，所以在设计中我们采用导向精度好的后侧导柱导向模架。后侧导柱主要采用左右送料，也可以采用前后送料，采用后侧导柱模架可以满足生产的需要，所以方案b最佳。5 工艺参数计算5.1 排样方式的选择排样方式我们常用的有有废料的排样、少废料排样和无废料排样，由于拉簧

31、钩件精度要求不算低，所以采用有废料的排样。采用级进模生产，工件采用单直排样方式。5.1.1 排样及搭边值的计算这次计划采取地是弹性卸料装置，工件地厚度为1.0mm，由于工件有切边和侧切边，如果尺寸太小会导致切凸模的结构性很差，所以确定工件的侧搭边值为1.5mm和1.8mm。5.1.2 步距的计算冲压途中每次进料的时候，进的距离我们叫做步距，步距的大小一般可以先选择工件的一个点，然后测量这个点在相邻两工件间间隔。步距可定义为：S=L+b (5-1)式中 S冲裁步距；L和送料方向一致方向，最大毛坯尺寸的值；b沿进给方向的搭边值在进给方向一致的方向上，工件条料的外形的最大间距约是L=50mm, 由上

32、节可知，送料方向的搭边为b=1.5mm，所以步距：S=L+b =50+1.5=51.5mm5.1.3 条料宽度的确定排样图所需毛坯的最大宽度就是条料的宽度。条料的宽度一般通过以下的公式进行计算： (5-2)式中 B指毛坯条料的宽度尺寸；D工件宽度方向上的尺寸；a侧搭边最小值。条料宽度方向上的下偏差（工件厚度为1.0mm，通过查手册=0.5）在本次设计中，要用以下的公式进行计算： =mm5.1.4 材料利用率的计算材料利用率定义为：=A/BS100% (5-3)式中 材料利用率A产品毛坯外形所包容的面积，CAD测量得：1899mm2B条料宽度S冲裁步距=A/BS100%=1899/67.851.

33、5100%=54.39%即 在冲压生产中，质料利用率为54.39%。图5-2 零件排样图5.2 冲压力的计算5.2.1冲裁力的计算冲裁力公式： 或 (5-3)式中 冲件长度周边（mm）； 材料厚度（mm）; 材料抗剪强度（）； 系数。一般和模具刃口的磨损有关系，其他对这个因素有影响的因素还包括模具间隙的波动，材料力学性能等，在一般设计的过程中我们取=1.3。 质料的抗拉强度（），平常情况下，材料的，取。计算结果如下：第一个工位：侧刃冲孔（冲裁周长为271.6mm） 第二个工位：空工位第三个工位：切边（周长250mm） 第四个工位：弯曲（周长126mm） 第五个工位：切断（周长43mm） 总的冲

34、裁力：5.2.2弯曲力的计算因为零件的弯曲部位比较多，以是将它们分开计算，再由于弯曲力相同方向，将求得各弯曲分力代数相加得到总弯曲力。工件有一处U形弯曲。U形弯曲力计算： 自由弯曲力在冲压行程结束后的弯曲力NB弯曲件的宽度K安全系数，一般取K=1.3质料的抗拉强度MPar弯曲件的内弯曲半径mmt弯曲件材料厚度5.2.3 卸料力与推件力的计算选择什么材料、以及毛坯的厚度和种类，冲裁时候选择间隙的尺寸都会影响卸料力、推件力以及顶出力的计算，另外还要考虑润滑等因素。一般都是由经验公式来计算，计算的时候要用如下公式计算 (5-7) (5-8) (5-9)式中冲裁力（）；、分别为卸料力、推件力、顶件力系

35、数。该模具采用的是弹性卸料板，废料通过下方的漏料孔落下，推件力计算的时候按一次卡住8个工件，带入数据进行计算得： (5-10)通过查表得 所需的卸料力和推件力分别为： 5.2.4 总冲压力的计算每个工位的总的冲压力如下：模具总的冲压力是模具每个工步地冲压力总的和；5.3 压力机吨位选择通常按照计算冲压力的1.3倍作为压力机评选的参考压力，这个模具在冲裁过程中总的冲压力，依计算压力的1.3倍选择，初步取压力机型号为J23-25压力机，其主要技术参数如下：表5-1 开式压力机规格及参数型号J23-10J23-16J23-25J23-35J23-63公称压力/KN100160250350630滑块行

36、程/mm455565100130最大闭合高度/mm180220270290360闭合高度调节/mm3545556070滑块中心至床身距离/mm130160200200300滑块底面尺寸/mm前后150180220220280左右170200250250320工作台板厚度/mm3540505565模柄孔尺寸/mm直径3040404050深度35606060706 刃口尺寸计算6.1 冲裁间隙的确定按照实用间隙表 6-1查得质料间隙为0.10，0.14。表6-1 冲裁模初始双边间隙mm材料厚度 08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZm

37、inZmaxZminZmax小于0.5极小间隙（或无间隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.

38、1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.1266.2 刃口尺寸的计算及依据与法则凸模、凹模工作部分尺寸就是凸、凹模刃口尺寸的计算，有计算方法

39、两种，计算第一种方式是凸模与凹模图样分别加工法计算；计算第二种方法是凸模与凹模配作法。该冲件尺寸较多，若采用分开加工法计算，计算繁琐，且计算量较大，不宜采用，故采用第二种算法：凸模与凹模配作法。（1）凸或凹模磨损后会变大的尺寸第一类尺寸AAj=(Amax-x)凸或凹模磨损后会变小的尺寸第一类尺寸BBj=(Bmin+x)（3）凸或凹模磨损后基本不变的尺寸第一类尺寸C Cj=(Cmin+)其中，x为磨损系数。查表得：工件精度IT10级以上 x=1工件精度 IT1-IT13 x=0.75工件精度 IT14 x=0.5这个工件地公差都属自由公差，算的时候都按照IT14级精度算，x=0.5。在所有的尺寸

40、中，属于A类尺寸的有：、属于B类尺寸的有：、属于C类尺寸的有：、其中，x为磨损系数。具体计算如表3-6。表3-6 凸、凹模刃口尺寸计算磨损类型带偏差尺寸计算公式凸凹模刃口尺寸注释A保证双边间隙为0.10-0.14。BCCj=(Cmin+)6.3 弯曲刃口尺寸计算弯曲模的刃口尺寸计算：弯曲时，U形件的弯曲，必需选择恰当的间隙，间隙的大小对工件的质量和弯曲力的强弱有很大影响。间隙值越小，弯曲力则越大。间隙过小，导致工件壁变薄，且下降凸模寿命。间隙过分大，即回弹比较大，且下降工件精度。弯曲时，间隙值操纵公式计较。 （6-1）式中 弯曲凸、凹模单面间隙； t材料的公称厚度； n因数，关乎工件的弯曲高度

41、和弯曲线长度，查表取0.05。代入公式可得：。曲折件标注的是内形公差，该计算模具的凸模尺寸，凹模按照双面间隙配作。取弯曲凸、凹模的制造公差为IT17、IT18，查表得： 弯曲凸模的尺寸计算：20mmmm 为弯曲件的外形尺寸 （3-2）代入数据：7 主要零部件设计7.1 凹模设计7.1.1 凹模外形的确定凹模的外形尺寸平常按照被冲质料的厚度和冲裁件最大外形尺寸来肯定的，如零件图所示。凹模各个计算尺寸公式下：凹模厚度 H=Kb1 （7-1）凹模边壁厚 c1.5H （7-2）凹模板边长 L=b1+2c （7-3）凹模板边宽 B=b2+2c （7-4）式中：b1-冲裁件横向最大的尺寸外形； b2-冲裁

42、件纵向最大的尺寸外形； K-系数，考虑板料的厚度影响，查表7-1。表7-1 系数K值材料料宽s/mm材料厚度t/mm11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.302000.100.150.120.180.150.22查表7-1得：K=0.35。按照公式（7-1）可计算出落料凹模板的尺寸：凹模厚度：H=Kb2 =0.3565 =22.75（mm）按照公式（7-2）可计算凹模边壁厚：c1.5H =1.522.75=34.125（ mm ）取凹模边壁厚为40mm。由于

43、是采用级进模，所以不但要考虑计算的凹模的壁厚和厚度，还要根据模具的实际结构进行分析。结合模具结构取整后取：LBH=300mm170mm35mm7.1.2 凹模刃口结构形式的选择本模具出产的工件尺寸非常的大，并属于大批量生产，所以宜采用直通式刃口形式。此类型的刃口强度也非常的强，经过修模后依然能工作的很好。7.1.3 凹模精度与材料的确定凹模是工作零件的主要部分，必须保证其较高的表面粗糙度和其精度，材料一般选择Cr12，平行度选择一般是0.02，内型腔的精度为IT7级。7.1.4 凹模加工工序图 7-1 凹模7.2 凸模的设计7.2.1 凸模结构的确定凸模结构一般情况分为一体式与组合式。凸模一体

44、式，依托实际生产方式的不同，又另外划分为台阶式和直通式，直通式就是不变直径，台阶式则主要用在较小直径，长度较大的凸模。由于制件不是复杂的形状，实际直径很小，而凸模的厚度也很大，于是将凸模设计成台阶式，切边和冲孔的凸模同上固定板的匹配一般情况下按照H7/m6配合。7.2.2 凸模高度的确定本制件虽然不是很复杂，但制件高度是比较大的，以致冲孔凸模的高度也比较大，以致在设计的时候，把凸模设计成台阶式凸模。凸模的高度等于凸模固定板的厚度、橡胶的高度、落料凹模加法的总和，如下图7-3所示。图7.3 凸模高度尺寸凸模高度为：L=h1+h2+H (7-5)式中: h1-凸模固定板的厚度，得：h1=20mm；

45、 h2-卸料板的厚度，得：49mm，橡胶或是弹簧高度。 H-附加长度。附加长度涵盖凸模修磨量，凸模入进凸凹模的深度，选择2mm。由公式(7-5)得： L=20+49+2.0=71(mm)7.2.3 凸模材料的确定本模具审定有较高的寿命和较高的耐磨性，还须承受冲裁时的冲力,所以凸模的材质选为Cr12，热处理为5862HRC。7.2.4 凸模精度的确定依据凸模为工作的零件，则其精度有较高要求，选定为IT7级，表面的粗糙度用Ra1.6um。7.2.5 凸模的强度校核 a)压应力校核计算对于圆形凸模 (7-8)非圆形断面凸模 (7-9)式中凸模的直径最小值，mm；凸模最小断面面积 t材料厚度，mm；

46、材料的抗剪强度，MPa； 凸模材料的许用应力，MPa。由公式(7-7)、（7-8）可得： 经校验要求得以满足，设计较合理。b）压应力校核计算主要校核切断凸模。 （7-10）式中凸模最小截断面面积，；冲裁力，N； 凸模材料的许用应力，MPa。由公式(4-9)可得：经校核满足要求设计合理。7.3 凸模加工工序7.3.1 冲圆孔凸模加工工序7.3.2 弯曲凸模加工工序7.3.3 切边凸模加工工序 图 7.31 冲孔凸模 图 7.33 切边凸模图7.32 弯曲凸模7.4 卸料板的设计7.4.1 卸料板外型设计冲压的工艺阐发过程选定弹性卸料装置，卸料板承担卸料作用,还要对凸模进行导向作用,特别是本模具设

47、计的过程中，凸模有较小的直径，且较大的高度，以然选用弹性卸料板好，卸料板的边外形与凹模的尺寸边界相符合。卸料板对凸凹模的间隙取值0.1mm。卸料板同样平常情况下计划应当连系凹模的尺寸，长宽值应和凹模的长宽值同样，厚度定为20mm，依据凹模尺寸大小，已然以确定了卸料板的尺寸是300mm170mm20mm。7.4.2 卸料板材料的选择卸料板首要的功效的是卸料，同时另有对凸模庇护用途，于是硬度和强度要有很高的要求。在平常情况下要选45号钢。45号钢是很常用的碳素结构优质钢，不但质量非常好，且含碳量（0.45%）地波动较小，还有它的性能也是稳定。做成零件之后，要再经调质处理完，则能具有优良的力学综合性

48、能。就是具有很高的强度、硬度，还拥有很好的韧性、塑性。7.4.3 卸料板整体精度的确定卸料板外表面的精度要求不是很高，应选为IT14级，粗糙度选为Ra3.2；但内轮廓的精度要求要比外轮廓的要求稍微有点高，要选IT11级的，粗糙度是Ra1.6；那两个螺纹孔与挡料销和导料销则有保持作用定位，已然精度要求高一些是IT7级，粗糙度是Ra3.2的。图 7.41 卸料板7.4.4 卸料板加工工序7.5 固定板的设计凸模固定板主要是固定凸模，保证凸模有足够的强度，使凸模与落料凹模、上模座、垫板更好的定位。凸模与凸模固定板地配合是H7/m6的。则凸模固定板的厚度： H凸固=（0.60.8）H凹 （7-6）式中

49、：H凸固-为凸模固定板厚度； H凹-为凹模的厚度。依公式（7-7）得凸模固定板地厚度是：H凸固=（0.60.8）H凹 =（0.60.8）H凹 =（0.60.8）30 =1824（mm） 依模具需求选定凸模固定板厚度是20mm。图7.51 固定板7.5.1 固定板加工工序7.6 垫板的设计参照模具凹模的尺寸，选垫板厚度是10mm，选垫板尺寸是300mm170 mm10mm。7.6.1 垫板加工工序图 7.61 垫板7.7 上下模座、模柄的选用7.7.1 上下模座的选用模具要用后侧导柱模架，它导向较平稳，且因工件属大批量生产，因此用后侧导柱模架是较合理的。模具与导柱具体的尺寸规格在下表7-2所示。

50、名 称数 量材 料规 格标 准上模座1下模架1导 柱220导 套220表7-2 模架组合7.7.2 模柄的选用此次设计死要用级进模出产的，选压入式模柄还较适合。模柄地设计要有原则，要和压力机直径相同外，还应保证长度不及冲床滑块内孔的深度值。依照压力选定直径是40mm的模柄。国标型号：A40 GB/T7646.3-19948 冲压设备的校验与选定8.1 冲压设备的校验模具闭合高度可以通过图纸，将各个板的厚度或者高度相加求得。该模具闭合高度： H闭=H上+H下+H垫+L+H-h （8-1） 式中：L-冲孔凸模长度； H-凹模厚度； h-冲孔凸模冲后入凹模深度是1mm。依公式（8-1）得模具闭合的高度是：H闭=H上+H下+H垫+L+H-h =215mm选择的压力机的闭合高度应该满足模具高度的要求，我们选用J23