相框挂钩冲压模设计【冲孔落料+弯曲】

业技术学院名 部 业 与制造指导教师 职 称副教年 月 日要本设计为一相框挂钩的冷冲压模具设计， 对零件进行分析与计算， 其中包括工。 。 ， ， ， ， 、 ， 。 ， 词：具 件 模 模 AbstractThedesignforthecoldstampingdiedesignofaphotoframe,carriesontheandcalculationoftheparts,includingthetheparts,includingthedeterminationofprocessanddesignscheme,designcalculationof blankingforce and stamping equipment selection.mold designof the linkbracket.Thedesignisthemaindirectstampingandrelatedcomponentsandtheselectionofstandardparts.Thisdesignisachance,Ilearnedtousetheprofessionalknowledgeofcourse,becauseIhaveindesign,nottomanyteachersandstudentstoask,butalsobythediemanuals,computerdrawingsoftware,andseealotofworks.Canhelpsuccessfullycompletedthedesigntask,andcancultivatemydesignabilityandtheabilityofdocumentretrieval.mold stampingparts punch die punchanddie11.1 11.2 11.3 21.4 21.5 3445568999、出件9送导向参数11排样搭边值进距条宽利率机初16Fp16Fq116顶件Fq217F 1920Z 、凸刃口尺寸22刃口尺寸基本原则 刃口尺寸九主要零部件设27工作零件设与橡胶用 三架及其零件设十校核闭合高度及有关参数 36闭合高度设备十装图 36结 38致谢 39参考文献 40PAGEPAGE111.1 选题的背影及目的模具工业是国民经济各部门发展重要基础产业之一。 由于冲压加工具有节材、 能和生产率高等突出特点， 决定了冲压产品成本低廉， 效益较好， 因而冲压生产在制造行业中占有重要地位。 冷冲压加工是在室温下， 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压件的一种压力加工方法。 我知道， 冷冲模则是将材料加工成所需冲压件的一种工艺设备。 冷冲模在实现冷冲压加工中是至关重要的，没有先进的冲模技术，就不能实现先进的冲压工艺。冲压加工技术应用范围十分广泛 ,在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。如飞机、 拖拉机、电机、电器、仪表、铁道、电信、化工以及轻工日用新产品中均占有相当的比重。并具有如下特点：、 生产率高、操作简单、容易实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；、 冲压零件表面光洁，尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；、 在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高，刚度大，而重量小的零件；、 可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展， 模具已成为当代工业生产的重要手段， 冲压生产和模具工业得到了世界各国的高度重视。 另外一个方面， 很好的撑握模具的设计方法， 将在以后的工作中对我有很大的帮助， 所以我选择冷模具设计作为我的毕业题目。本设计是支架连接板连续模设计。1.2 模具工业的发展现状及市场前景模具产业的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志。 目前， 世界具市场可以说是供不应求， 市场需求量维持在 700亿至 850亿美元， 被称为 “不衰亡工业” 。同时， 我国的模具产业经过几十年的曲折发展， 也迎来了新一轮的发展机遇 ,从以前只能靠进口到现在部分进口， 已经跨越了以大步， 但还有一些精密的冲模自还不能生产，只能依靠进口来满足生产的需要。1.3 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展， 许多新技术、 新工艺、 设备、 新材料不断涌现， 因而促进了冲压技术的不断革新与进步。 其主要表现在以下几个方面：、随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使模具的设计和应用更为方便。 计（ CAD、CAM（ 是 纪 到 计与制造人员的重复劳动，使设计人员可以把主要精力放在创新和开发上。特别是pro/E、UG推动了模具产业的发展。、简易制模工艺的研究， 为了及时的更新产品的花色品种， 降低成本和适应批量产品生产的要求，开展了简易制模工艺。、模具标准化，目前发达国家模具标准化程度达到模具加工工作量的 30％以上， 并且有完美的标准化体系列， 包括零件标准和模架标准， 国际化组织已制定了， ， 。 个模具行业水平的提高也起到了重要作用。1.4 的 先进设计分析技术和数字技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。1.5 方法1）、在图书馆电子阅览室查阅相关资料。在学校读书馆有大量书籍关于冷冲模具设计， 并且电子阅览室的中文全国书刊也有许多优秀的论文作为参考。、采用计算机辅助设计。我熟习 AutoCAD、对我的作图非常有帮助。、基于实例设计。根据产品功能及市场信息，从实例库中选出与设计要求最接近的实例，作为参考，并仔细构思出新观念。所以向他请教了许多，还有向我最好的同学请教了不少。5）、分割设计方法。即一种把复杂的东西简单化的，分为数个模块单个分析，然后综合起来的有效方法。使板料分离的冲压工艺称为冲裁。冲压工艺的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔等。 从板料上冲下所需形状是工件 (或毛坯 )称为落料。 在工件上冲出所需形状孔（冲去的为废料）称为冲孔。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大， 要求冲压材料厚度确、均匀 ;表面光洁，无擦伤、无裂纹；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。工件名称： 相框挂钩 工件简图： 如图 1.1所示 生产批量： 大批量 材料： 厚度： 2mm 工件精度： IT14根据表 1.1，Q235。 。 为 1mm，为 为 为245MP为 25MP，IT14，必考虑。展开尺寸的计算工件结构形状相对简单，属轴对称结构，除有 2个直径为 4孔,其余皆为直线孔与边缘之间的距离也满足要求，可以冲裁。弯曲件毛坯的展开尺寸是根据变形中性层长度不变的原理来求出的， 对于变形程度很小或对尺寸要不高的弯曲件来说， 可以近似的认为变形中性层与毛坯的断面中相重合，这时，中性层的位置为ρ中 而当需要精确的求出弯曲毛坯的展开长度时，就必须精确的求出变形中性层的位置。确定位置之后就可以进行毛坯展开长度的计算了，此系数对于弯曲形状及弯曲程度不同，数值也不同，需要根据实际的模具调节展开尺寸。， ， 属于自由公差， 可以直接按毛坯的断面中性层尺寸计算经过计算 L1=52.3，宽度 D=15此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。如图，展开图纸如下图所示：零件图上所注公差经查标准公差表 1.2为IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁全可以满足要求。根据以上分析： 该零件冲裁工艺性较好， 适宜冲裁加工。 查公差表得各尺寸公差：零件外形： 52.300.740： 40300

mm、1100430

、1500430

mm、800360极限强度弹性模材料名极限强度弹性模材料名材料牌材料状称号态抗剪/抗拉/b伸长率/%屈服强度/量sQ235216-304275-3833217708255-353324-4413219618600010F216-333275-4123018610255-333294-4322920619400015F245-363314-4512815265-373333-47126225198000碳素结20F已退火275-383333-47126225196000构钢2O的275-392353-5002524520600025314-432329-5392427519800030353-471441-5882229419700035392-511490-6372031419700040412-530511-6571833320900045432-549539-6861635320000050432-569539-71614373216000公差等级IT6IT7IT8IT9公差等级IT6IT7IT8IT9IT10 IT11IT12IT13IT14 IT15基本尺寸/μm/mm＞3～6812183048750.120.180.30 0.48＞6～10915223658900.150.220.36 0.58＞10～1811182743701100.180.270.430.70＞18～3013213352841300.210.330.520.84＞30～50162539621001600.250.390.621.00＞50～80193046741201900.300.460.741.20＞80～120223554871402200.350.540.871.40从表 1.1中查出 Q235抗拉强度： σ=275～383Mpa抗剪强度： τ =216～304Mpa伸长率： δ =32%分析其力学性能较好，故选择 Q235材料。该制件的冲裁工序包括落料和冲孔，其冲裁加工有以下三种方案：方案一：先冲孔，后落料，然后弯曲。单工序模生产。方案二：冲孔—落料复合冲压然后弯曲。复合模生产。方案三：冲孔—落料—弯曲级进冲压。级进模生产。方案一模具结构简单， 投资少， 且每次冲裁所需的冲裁力较小， 可以解决冲压设备吨位不够的问题。 其缺点在于零件的精度难于保证， 并且零件比较小， 在第二次孔时，准确定位不宜，容易使人受伤，生产率低。方案二也只需 2副模具， 制件精度和生产效率都较高， 且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚， 模具强度也能满足要求。 冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。较 ,经分析， 工件尺寸精度要求不高为保证冲模有较高的生产率，置的倒装复合模具结构方式。通过比较，形状较简单， 但工件产量较大决定实行工序集中的工艺方案，根据材料厚度，弹性卸料装、零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，提高经济效益。、因为导料销和挡料销结构简单， 制造方便。 且该模具采用的是条料， 根据模具体结构兼顾经济效益， 控制条料的送进方向采用导料销， 控制送料步距采用固定挡料销。卸料、出件、卸料刚性卸料与弹性卸料的比较：刚性卸料是采用固定卸料板结构。 常用于较硬、 较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。 当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大， 单边间取（ 0.2～0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。 此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。 主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm且模具结构为倒装的场合。弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用， 主要用于料厚小于或等于 2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（ 0.1～0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时， 二者的配合间隙应小于冲裁间隙。 常用作落料模、冲孔模。工件平直度较高，料厚为 1mm，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便， 操作者可以看见条料在模具中的送进动态， 力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。、出件方式因采用倒装复合模生产，故采用弹性上出件。第四节确定送料方式因选用的冲压设备为开式压力机，采用横向送料方式，即由右向左送料。第五节确定导向方式采用后侧导柱模架。 由于前面和左右不受限制， 送料和操作比较方便。 因为导不能使用浮动模柄。冲裁件在板料、 带料或条料上的布置方法称为排样。 排样的意义在于减小材料消耗、提高生产率和延长模具寿命， 排样是否合理将影响到材料的合理利用、 冲件质量生产率、模具结构与寿命。根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有搭边、少搭边和无搭边排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。因此有下列三种方案：： 有搭边排样 沿冲件外形冲裁， 在冲件周边都留有搭边。 冲件尺寸完由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二： 少搭边排样 因受剪切条料和定位误差的影响， 冲件质量差， 模具寿较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无搭边排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较， 综合考虑模具寿命和冲件质量， 该冲件的排样式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差， 保持条料有一定的刚度， 保证零件质量和送料方便搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，表 ：两制件之间搭边值a=1.5mm1值 手动送料材料厚自动送料圆形非圆形往复送料度taa1aa1aa1aa111.51.521.5321～221.52.523.52.5322～32.5232.543.53～432.53.5354434～5435465545～65465762.05、送条料在模具上每次送进的距离称为送料进距，每个进距可冲出一个或多个零件。式中

A=D+a1

(5.1)a——冲裁件之间搭边值1模具相对于模架是采用从前往后的纵向送料方式 ,还是采用从右往左的横向送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸。就本模具而言 ,采用纵向送料方式。、条料宽度 计算排样方式和搭边值确定以后， 条料的宽度也就可以设计出。 条料宽度有三情况需要考虑：有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。

所谓条料宽度， 是指工件最大极限尺寸加上侧搭边值。 因条料是由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值式中 B——条料宽度基本尺寸；

B=[D+2a]0

。其计算公式如下：（5.2）a——侧搭边值，查表 5.1；△——条料下料剪切公差；条料宽度(mm)△及与导条料宽度(mm)条料厚度 (mm)≤△1C＞1～△2C＞2～△3C＞△3～5C≤500.40.10.50.20.70.40.90.6＞50～1000.50.10.60.20.80.41.00.6＞100～1500.0.20.70.30.90.51.10.7＞150～2200.70.20.80.31.00.51.20.7根据零件图查表 5.2确定剪料公差及条料与导板之间的间隙△= 0.6根据公式 B=[D+2a+c]0=(52.3+2×2)00600利用率计算一、计算冲件面积、周长因为该工件图由多段圆弧组成， 计算周长需要准确的找到各段圆弧的长度， 计面积也需要准确的找到切点， 诸多因素采用人工计算时计算量较大， 因此采用三维辅助软件可快速准确的计算出面积、周长（如图 5.3）。取 F=640.83mm2L=176.06mm、计算材料利用率冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率。材料利用率通常以一个进距内制件的实际面积与所用毛坯面积的百分率 η表示：η=(nF/AB)×100% （5.3）式中 η——材料利用率（ n——冲裁件的数目；F——冲裁件的实际面积 B——板料宽度 (mm)；A——送料进距；根据公式 (5.3)： η=(640.83/17×56.3)×100%≈66.95%由此可之， η一P计算冲裁力是为了选择合适的压力机， 设计模具和检验模具的强度， 压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力 一P般可以按下式计算：

F=K

Ltτ =Lt （6.1）p p式中 τ ——材料抗剪强度（ L——冲裁周边总长（ mm）；t——材料厚度（ mm）；系数 Kp

是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动，取 Kp

=1.3。裁Fp

据图 5.3可得一个零件内外周边之和 L=176.06mm。查碳素结构钢的力学性能表知： Q235的抗剪强度 τ =216Mpa～304Mpa，取 制件厚度 t=2mm，则根据公式 (6.1)： F=K Ltτp p=1.3×1×176.06×260=59508.28(N)≈59.5（KN）Fq1

F=KF （6.2）q1 xp式中 K——卸料力系数，查表 6.1取K＝0.05。x x根据公式（ 6.2）： F=KFq1 xp=0.05×59.5（KN）≈2.975(KN)、推件和顶件系数料厚t/mmKkK≤0.1x0.065～0.075t0.1d0.14＞0.1～0.50.045～0.0550.0630.08钢＞0.5～2.50.04～0.050.0550.06＞2.5～6.50.03～0.040.0450.05＞6.50.02～0.030.0250.03Fq2

的计算F=KF （6.3）式中 K——顶件力系数。d查表 6.1得 K＝d

q2 dp根据公式（ 6.3）： F=KFq2 dp=0.06×59.5（KN）≈3.57（KN）第四节总的冲压F 的计算根据模具结构总的冲压力 F=F+F+FP q1 q2=59.5+2.975+3.57=66.045(KN)选用的压力机公称压力 P≥（ 1.1～1.3）F，取系数为 1.3，则：P≥1.3F=1.3x66.045(KN)=85.85(KN)。的计算本产品属于 U形弯曲， 由于弯曲虽然是一副模具， 定位做成可调接的， 所以计算弯曲力时，需要计算 1次， U形弯曲的计算公式如下，弯曲力计算F=0.6KBttδ/(R+t) (4-1)F=0.6×1.3×20×2×600/（0.5+2）=7488N=7.488KN式中 F——弯曲力（ N）；B——产品的弯曲的宽度（ δ——材料抗拉强度（ MPa）；（550-700t——材料厚度； (mm)K——系数，通常 K=1.3；冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。冲压设备属锻压机械。常见的冷冲压设备有机械压力机。技术参数力技术参数力数度寸左右前后直径深度mm5070垫块厚度mm35405060708090最大倾斜角°453530单型号位J23-4J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-63J23-100KN40631001602506301000次2001601351151007070/mmmm160170180220250360360mm35405060709090mm100150180220260250250mm100140170200300300mm90120150180340340mm3050mm280315360450560630710mm180200240300360420480工作台尺寸左右前后工作台尺寸左右前后中心的确定模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。 否则， 会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷， 使滑块和导轨间产生过大磨损， 模具导向零件加速磨损， 降低了模具和力机的使用寿命。模具的压力中心，可按以下原则来确定：对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。工件形状相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的 力矩。求出合作用点的坐标位置 0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。、、L L、、3其中 1 23

L

L 分别为各冲裁周边长度。N图 中心N1919PAGEPAGE22按比例画出零件形状，选定坐标系 XOY。计算出零件压力中心为（ 0，-0.5）Z寸 DA

寸 DT

值 图 8.1），是设计模具的重要工艺参数。、对件尺寸精度影响冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值， 差值越小， 则精越高， 这个差值包括两方面的偏差， 一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差， 二是模具本身的制造偏差。、值凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。设计模具时一定要选择合理的间隙， 以保证冲裁件的断面质量、 尺寸精度满足产品的要求， ， 。 ， ， 隙 Zmin

，最大值称为最大合理间隙Z

。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值

。min确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。对于尺寸精度， 断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值， 对于垂直度与寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。根据间隙表 8.1查得材料 Q235的最小双面间隙 Z=0.100mm，最大双面间隙Z=0.140mm

minmax材料厚0810材料厚081035、405016Mn65Mn度mm09Mn2、Q235Z最小 Z最大ZZZZZZ小于较小间隙4.00.6400.8800.50.50.040.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2402.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.5403.00.4600.6400.4800.6600.4800.660注： 08钢冲裁皮革、石棉和纸板时，取间隙的 25%。、凸模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸的精度， 模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。 正确确定模具刃口尺寸及制造公差， 是设计冲裁模键环节。由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：落料件尺寸由凹模尺寸决定， 冲孔尺寸由凸模尺寸决定。 故设计落料模时， 凹模为基准， 间隙取在凸模上； 设计冲孔模时， 以凸模尺寸为基准， 间隙取在凹模上。考虑到冲裁中凸、 凹模的磨损， 设计落料凹模时， 凹模基本尺寸应取尺寸公范围的较小尺寸； 设计冲孔模时， 凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。确定冲模刃口制造公差时。 如果对刃口精度要求过高， 增加成本， 如果对刃精度要求过低， 会使模具的寿命降低。 若工件没有标注公差， 则对于非圆形工件按国家“非配合尺寸的公差数值” IT14级处理，冲模可按 IT11级制造；对于圆形工件IT6～IT7级制造。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。根据模具的加工方法不同， 凸、 凹模刃口尺寸的计算方法分为两种情况。 凸模凹模分开加工和凸模与凹模配合加工。对于该制件应该选用凸模与凹模分开加工方法。凸模与凹模分开加工是指凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸。 要分别标注凸模与凹模刃口尺寸与制造公差。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙 Zmax

必须满足下列条件：

d p

Z —max

Zmin者 d

0.6

max

min

、

0.4

max

min为

0， ， 0隙

。凸模制造偏差取负偏差，凹模取正偏差。其计算公式为：模 d=(d＋x△)0p -δp凹模 d=(d＋Z)+δd＝(d＋X△＋

)+δdd p min0

min 0在同一工步中冲出制件两个以上孔时，凹模型孔中心距 Ld

按下式确定：L=(L＋0.5△)±0.125△d min式中 d——冲孔凹模基本尺寸 dd——冲孔凸模基本尺寸 pd——冲孔件孔的最小极限尺寸 (mm)；L——同一工步中凹模孔距基本尺寸 (mm)；dL——制件孔距最小极限尺寸 (mm)；min△——冲孔件孔径公差 (mm)；Z——凸、凹模最小初始双面间隙 (mm)；minX——磨损系数，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，可查表 9.1取值：当工件精度 IT10以上，取 工件精度 IT11～IT13，取 x=0.75；当工件精度 IT14，则取 x=0.5。料t(mm)厚1料t(mm)厚1非圆形0.75圆形0.50.750.5△ 1＜0.160.17～0.35≥0.36＜0.16≥0.161～2＜0.200.21～0.41≥0.42＜0.20≥0.202～4＜0.240.25～0.49≥0.50＜0.24≥0.24＞4＜0.300.31～0.59≥0.60＜0.30≥0.30图 表 数 X取0.5，即 按 和： dp

=(d+X△)

-δp0001100011dd：

d )d p

0018000180核 : ｜δ δ ｜p d表二、落料凸、凹模计算

；Zmin

=0.14)。｜δ δ Z －Zp d dd：

=(D－X△)0d： D D－Z)

＝(D－Z)0p d中 D寸 dD寸 p寸 (mm)；差 )；

min

P

PZmin

隙 (mm)；的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中尺寸，与工件制造精度有关。表 9.1取X=0.5。由公差表（ 1.2）查得： 52.300.74

mm、1100430

、1500430

mm、800360

设凸、凹模分按 和模 0

mm:D=(D-X)d00.740

d1 1 1=(52.3-0.5×0.74)+0.0180=51.93+0.01mm00110 )d00430 4 4 4

0030=(11-0.5×0.43)000300 0 )0d0430 4 4 4

0030=(15-0.5×0.43)000300 模 0 :D=(D-Z

0)0.74 p1

d1 min P0=(51.93-0.100110300111100430

p4

-Z

0)P0=(10.785-0.1)

00190500191500430

p4

-Z

0)P0=(14.785-0.1)

0019050019为 ｜｜

1 2

｜d2 ｜d2d2｜ 3

｜d3｜ 4

｜d4Z－Z

、Zpp

是凸、 凹模最大初始双面间隙， 查表 得Z =0.24、Zmax

=0.132)满足｜

｜≤ Z－Z。dmax d凸模，凹模设计计算毛坯经凹模圆角进入凹模时，受弯曲和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉伸件表面划伤或产生断裂；若过大，则压边面积小，由于悬空增大，易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。弯曲模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。本次设计的模具结构比较简单，在选择间隙时可以直接查表，所以查表可知间隙为 (1-1.1t)，t为 t。凹模尺寸为Ld=（Lmax–0.75Δ）凸模尺寸为Lp=（Ld–0.75Δ–Z）（2）Lp=（Δ）凹模尺寸为Ld=（Lp+0.4Δ+Z）中 L—Δ差Ld—Lp—具体计算如下，制件标注内尺寸，按此公式计算弯曲凸模尺寸为Lp1=（Δ）=0.5凹模尺寸为Ld1=（Lp1+0.4Δ+Z）=1.5到 求 0.4；求 0.8-1.6。、凹模结构和外形尺寸凹模的结构设计凹模：在冲压过程中与凸模配合直接对冲压制件进行分离或成形的工作零件。凹模洞口的类型如图 10.1所示，其中 a、b、c型为直筒式刃口凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，本设计选用 c型筒口。

图 凹模结构分为整体式和镶拼式两大类，本设计凹模采用整体式凹模。凹模厚度：H=)(10.1)凹模壁厚：～)(10.2)凹模外形尺寸：B=b+2C(10.3)中 b——mm）；K——表 H——B——凹模外形最大尺寸。厚度b/mm＜50厚度b/mm＜50＞50-100＞100-200＞2000.50.30.20.150.110.350.220.180.12t/mm20.420.280.20.1530.50.350.240.18＞30.60.420.30.22根据图 1.1查表 10.1，取 K=0.25，又 b=75mm，则由公式 10.1和公式 10.2得凹模厚度： H=Kb=0.25×107=26.75mm；凹模壁厚： C=(1.5～2)H=(1.5～2)×26.75=40.125～53.5mm根据表 10.2取凹模厚度： H=30mm；取凹模壁厚 C=45mm。根据公式（ 10.2）： B=b+2C=107+2×45=197mmL=b+2C=30+2×45=120mm查表 10.2，选取凹模外形尺寸 L×B=200mm×125mm。矩形凹模的长度和宽度L×B63×50、63×6380×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×80125×100、125×125、140×80、140×80140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×125160×160、200×140、200×160、250×125、250×140

矩形和圆形凹模厚度H10、12、14、16、18、2012、14、16、18、20、2214、16、18、20、22、2516、18、20、22、25、2816、20、22、25、28、32凹模轮廓尺寸为 200mm×125mm×40mm。、冲孔凸结构设计计算凸模的结构设计因为零件异行，采用线切割方法进行加工，所以采用整体直通式凸模（如图10.3），与凸模固定板采用 H7/m6配合，按凸模的标准结构形式与尺寸规格选取。凸模外形尺寸计算凸模长度尺寸应根据模具的具体结构确定，因为该模具采用的是倒装式复合模，采用的是弹压卸料上出件方式，其总长按相关公式计算：L=H1

+H+H+t2式中 H——凸模固定板厚度；得 H=0.8×H凹=0.8×40=32mm。1 1H——卸料板厚度查表 10.4；2t——材料的厚度；H——冲裁件厚度和凸模进入凸凹模一般 4～10mm。则L=32+20+6.5+1.5=60mm凸模强度校核：该凸模不属于细长杆，强度足够。

， ， 用 Cr12、。选 Cr12MoV，理 58～62HRC。1.凸凹模的结构设计凸凹模是复合冲裁中的主要零件。他的内外边缘均为刃口，内外边缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小限制。当模具为正装结构时，凹模的最小壁厚值，倒装复合模的凸凹模最小壁厚见表 10.3。材料厚度mm最小壁厚材料厚度mm最小壁厚2.55.81.01.21.41.61.82.02.2a2.73.23.64.04.44.95.2由于选用的是倒装式复合模，所以查表得：最小壁厚 a=3.82.凸凹模的外形尺寸计算其长度 L可按下式计算：L=h+h+h （10.4）1 2式中 h——凸凹模固定板厚度；得 h=0.6×H凹=0.6×40=24mm。1 1h——卸料板厚度；查表 10.4取15mm。2h——附加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性元件安装高度）；根据公式（ 10.4）： L=h+h+h1 2=24+15+10=49mm冲件厚度卸料板宽度tmm＜5050～8080～125125～200＞200≤0.86681012＞0.8～1.568101214＞1.5～3810121416、工作零件材选用上要求在该模具中冲孔凸模、凸凹模和凹模板的材料选用 Cr12MoV钢。 Cr12MoV刚具有较好的淬透性，很高的耐磨性，有较高的冲击韧度。淬火、回火工艺见表 10.5钢号淬火 钢号淬火 回火淬火 回火淬火温 回火温度硬度温度温度硬度温度度硬度温度/℃HRC/℃/℃HRC/℃/℃HRC/℃Cr12MCr12MOV950～100064200103064400110060520、卸料部分的设计设计卸料零件的目的，是将冲裁后卡箍在凸模上或凸凹模上的制件或废料卸掉，常用的卸料方式有：刚性卸料、弹压卸料板。本设计采用弹压卸料装置，采用弹压卸料装置有一定的装配要求：在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.3m～0.5mm以便顺利卸料。本模具的卸料板仅有卸料作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，取250mm×140mm，卸料板的厚度按表 10-4选择，卸料板厚度为 20mm。卸料板采用 45钢制造，热处理淬火硬度 43～48HRC。卸料板上设置 4个卸料螺钉，公称直径为 10mm,螺纹部分为 M8.5×10mm,卸料钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。六、定位零件的设计冲模的定位装置零件是用来保证材料的进料正确及在冲模中保持位置的正确性。定位零件的种类很多，主要有导料板、导料销、挡料销、侧刃、导正销和定位板等。由冲压工艺分析可知， 该模具的定位零件是采用的是固定挡料销送进定距和固导料销送进定位如简图 10.3所示。挡料销的设计常见的挡料销有三种形式。固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。在此选用 A型挡料销， 作为该模具中的挡料销和导料销。 其结构形式和尺寸规如图 10.4和表 10.5。固定挡料销选取该模具的挡料销和导料销的直径 d＝8mm的A型固定挡料销。固定挡料销活动挡料销d(h11)d1(m6)基本尺寸极限偏差d(h11)d1(m6)基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差hL6000034810+0.008+0.002+0.012+0.004+0.015+0.006+0.018+0.007388101620233101313162512420本模具的设计选用固定挡料销 （JB/T7649.10-1994）,材料 45，热处理硬度 48HRC。固方式挡料销按图 a）方式固定，其尺寸可按下式计算：S=A-D/2+D/2+0.1 （10.5）式中 A——步距

1 p=A-（Dp

-D）/2+0.1D——落料凸模直径 (mm)；pD——挡料销头部直径 (mm)；根据公式 (10.5)： S=32-(12-8)/2+0.11=30.1mm导料销的设计条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板， 沿着设计的送料方向导向送进。 本设计采用导料销导向，本设计选用固定式。设计时导料销应选两个且位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销应装在后侧；从前向后送料时，导料销应装在左侧。综上， 定位零件采用一个固定挡料销和单边两个导料销定位， 固定挡料销和导销固定在卸料板上。导料销材料采用 45钢制造，热处理硬度 43～48HRC。、推件装置的设计推件和顶件的目的，是将制件从凹模中推出来（凹模在上模）或顶出（凹模在下模）。推件装置可分为弹性推件装置和刚性推件装置两种 ,弹性推件装置一般装在下模，具有压料作用，冲件质量好 ,但推件力较小。常用于正装式复合模或冲裁薄板料的落料模中。刚性推件装置一般装在上模，利用压力机的推件力，因此，推件力大，推件可靠，但不具有压料作用。常用于倒装式复合模中。综上，本设计选用刚性推件， 、 、 ， 连接推杆和打杆， 这些零件从标准中选取。第二节橡胶的选用弹性装置主要有弹簧和橡胶两种， 因为该模具为复合模具， 所以采用橡胶作为卸料板的弹性元件。 根据模具安装空间， 安装四个圆筒形合成橡胶， 设卸料螺钉直径8mm，橡胶上螺钉孔直径为 10mm，则：一、橡胶高度的计算橡胶的自由高度，由下式得：

H ＝ h

2.58

35～

42

（）自 0.25～0.30

0.25～0.30中 H自

度 (mm)；h——卸料板的工作行程 (mm)；H——凹模或凹凸模的刃磨量（ mm）；一般取 4～10mm；则橡胶高度取 42mm。二、橡胶直径的计算APx

5230/4

1233(mm2

（10.7)d24A3.1d24A3.14D

41233141233100 3.14

（10.8）式中 px——橡胶的压力，可取等于或大于卸料力 (N)；p——与橡胶压缩量的单位压力，查表 10.6得 1.06；a积 (m)；（ 径 (mm)；因为在此模具中采用的是弹压卸料板， 所以橡胶在模具中的个数为四个， 直径41mm的圆筒形橡胶。因为 0.5<41 =0.976<1.5，所以选橡胶符合要求。42橡胶的安装高度： Hd

=42-0.1×42=37.8mm（取 38mm）3434压缩量单位压力p压缩量单位压力p/MPa/%聚氨酯橡胶101.115202.5