钣金成形课程设计-垫片工艺分析及模具设计

第1章冲压件工艺分析垫片年产量为20万件，采用大批量生产，材料为Ly12-M，厚度为1mm。零件如图1-1所示。图1.1垫片零件简图1.1材料分析表1.1抗剪性能材料名称牌号材料状态抗剪强度τ/MPa硬铝LY12-M已退火200由上表1-1可知：LY12-M具有较好的冲裁成形性性能，适合要求较高的零件。综合评比均适合冲裁加工。1.2零件结构零件结构形状相对简单，无尖角，对冲裁加工较为有利。凸、凹模允许的最小壁厚4.5mm，小于最小孔边距15mm。所以，用倒装式复合模冲压这个零件。1.3尺寸精度由于本零件给定的精度都按生产所需经济精度要求IT14查得。零件内形尺寸：100+0.36零件外形尺寸：R200-0.52通过查公差等级表，我们发现普通冲裁能够满足零件精度要求。沈阳航空工业学院课程设计说明书 第2章冲裁方案的确定第2章冲裁方案的确定2.1冲裁工艺方案的确定在冲裁工艺分析和技术经济分析的基础上，根据冲裁件的特点确定工艺方案。工艺方案分为冲裁工序的组合和冲裁顺序的安排。2.2冲裁工艺方法的选择冲裁工序分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁三种。单工序冲裁是在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。复合冲裁是在压力机一次行程内，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的冲压工序。级进冲裁是把冲裁件的若干个冲压工序，排列成一定的顺序，在压力机的一次行程中条料在冲模的不同位置上，分别完成工件所要求的工序。其三种工序的性能见表2-1。表2.1单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模生产批量小批量中批量和大批量中批量和大批量冲压精度较低较高较高冲压生产率低，压力机一次行程内只能完成一个工序较高，压力机一次行程内可完成二个以上工序高，压力机在一次行程内能完成多个工序实现操作机械化自动化的可能性较易，尤其适合于多工位压力机上实现自动化制件和废料排除较复杂，只能在单机上实现部分机械操作容易，尤其适应于单机上实现自动化生产通用性通用性好，适合于中小批量生产及大型零件的大量生产通用性较差，仅适合于大批量生产通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量生产冲模制造复杂性和价格结构简单，制造周期短，价格低冲裁较复杂零件时，比级进模低冲裁较简单零件时低于复合模复合模的特点是生产效率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。由于零件的生产要求的是大批量生产、零件的尺寸较小，制造相对比较难，为提高生产率，根据上述方案分析、比较，宜采用复合模冲裁。沈阳航空工业学院课程设计说明书 第3章模具总体结构的确定第3章模具总体结构的确定3.1模具类型的选择按照复合模工作零件的安装位置不同，分为正装式复合模和倒装式复合模两种，两种的优点、缺点及适用范围见表3-1。表3.1正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目表正装(顺装)式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模，落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模，落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂，冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。倒装式冷冲模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件，但倒装式冷冲模结构简单，可以直接利用压力机打杆装置进行推件，卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。综上所述，该制件结构形状简单，精度要求较低，孔边距较大，宜采用倒装式复合模。由以上冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，模具类型为倒装式复合模。3.2送料方式的选择由于零件的生产批量是大批量及模具类型的确定，合理安排生产可采用前后自动送料方式。3.3定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，无侧压装置。控制条料的送进布局采用挡料销定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。3.4卸料、出件方式的选择由于有压料作用，冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件、卸料螺钉组成弹压装置。工件平直度较高，料厚为1mm，卸料力不不是很大，由于弹性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状态，且弹性卸料板对工件施加的柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。3.5导向方式的选择方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧式导柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损对模具使用寿命有一定影响。方案三：采用四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。方案四：采用中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。（a）（b）（c）（d）图3.1导柱模架（a）中间导柱模架（b）后侧导柱模架（c）对角导柱模架（d）四角导柱模架根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用后侧导柱模架，操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制，能满足工件成型的要求。即方案二最佳。沈阳航空工业学院课程设计说明书 第4章模具设计工艺计算第4章模具设计工艺计算4.1排样方式的选择冲裁件在板料、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。排样的方法有：直排、斜排、对直、混合排，根据设计模具制件的形状、厚度、材料等方面全面考虑。因此有下列三种方案：方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但受条料宽度误差及条料导向误差的影响，冲裁件的尺寸精度不易保证，所以采用方案一。分析零件的形状，应采用单直排的排样方式，零件的排样方式如图4-1所示。图4.1竖排示意图4.1.1搭边值和条料宽度确定（1）搭边值的确定搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。两工件之间的搭边：a1=2.5mm工件与侧面的搭边：a=2.8mm（2）条料宽度的确定根据模具的结构不同，可分为有测压装置的模具和无测压装置的模具，测压装置的作用是用于压紧送进模具的条料（从条料侧面压紧），使条料不至于侧向窜动，以利于稳定地加工生产。由于本套模具设计时有冲孔凸模起定位作用，落料尺寸要求不高，所以选用无侧压装置。故按以下公式计算： （4-1）式中：B-条料宽度；D-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a-侧搭边值得：a=2.8mm；-条料宽度的单向（负向）偏差，取=0.6mm；所以根据以上理论数据由公式（4-1）得出：条料宽度：＝(100+5.6)0-0.60＝105.60-0.604.1.2材料的经济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利用率，它是衡量合理利用率材料的经济性指标。一个步距内的材料利可用下式表示用率：（4-2）式中：A-一个步距内冲裁件的实际面积；B-条料宽度；S-步距。计算冲压件的面积（cad测量）：A=2791mm2根据公式（4-2）得一个步距的材料利用率为：=[3656.64/(105.6×42.5)]×100%=81.5%最终选用排样图如图4-2所示。图4.2排样示意图4.2冲裁力的计算计算冲裁力的目的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Fp一般可以按下式计算：（4-3）式中：-材料抗剪强度（MPa）；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（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1～3。当查不到抗剪强度τ时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1.3的近似计算法计算。4.2.1总冲裁力的计算由于冲裁模具采用弹性卸料装置和自由落料方式，所以F冲=F1+F2（4-4）式中：F冲-总冲裁力；F1-落料时的冲裁力；F2-冲孔时的冲裁力。冲裁周边的总长(mm)落料周长：L1=245.7(mm)）冲孔周长：L2=63(mm)落料冲裁力由公式（4-3）得：F1=KptL1τ=1.3×1×245.7×200=63882(N)冲孔冲裁力由公式（4-3）得：F2=KptL2τ=1.3×1×63×200=16380(N)所以可求总冲裁力由公式（4-4）得：F冲=F1+F2=63882+16380=80262(N)4.2.2卸料力、推件力的计算由《冲模设计手册》得卸料力、推件力的计算公式如下：F卸=K卸F冲（4-5）F推=nK推F冲（4-6）式中：F卸-卸料力；K卸-卸料力系数，见表4-5；F推-推件力；F冲-冲裁力；K推-推件力系数，见表4-5；n-卡在凹模里的工件个数，n=h/t。表4.5卸料力、推件力和顶件力系数mm料厚t/mmKxKtKd钢≤0.1＞0.1～0.5＞0.5～2.5＞2.5～6.5＞6.50.065～0.0750.045～0.0550.04～0.050.03～0.040.02～0.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03K卸-卸料力系数通过查表4-5确定，卸料力系数取K卸=0.04，由公式（4-5）得： F卸=K卸F冲、=0.045×80262=3611.8（N）K推-推件力系数通过查表4-5确定，推件力系数K推=0.045，由公式（4-6）得：F推=nK推F冲=3×0.045×82262=10835（N）4.2.3总冲压力的计算F=F冲+F推+F卸=80262+3611.8+10835=94708（N）4.2.4冲压设备的选择计算得总冲压力是94708N，所选压力机的公称压力必须大于或等于总冲压力的1.3倍。所以选用公称压力为160KN的机械压力机J23-16。压力机主要参数经查《冲模设计手册》、《冲压模具设计师手册》、《冲压手册》得表4-6。表4.6J23系列开式可倾压力机主要技术参数技术参数型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-35J23-40J23-100滑块公称压力31.5631001602503504001000滑块行程2535455565100100150封闭高度120150180220270290330400连杆调节量2530354555606580滑块中心线至机身距离90110130160200200250320滑块地面尺寸左右100140170200250250300350前后90120150180220220260300模柄孔尺寸直径2530304040405060深度4055556060607080垫块厚度3030354050656580最大倾斜角4545353530303030工作台尺寸左右2503103704505606107001080前后1602002403003703804607104.3压力中心的确定因为该零件的左右、上下均对称，所以该零件的对称中心就是该零件的压力中心，并且在柄投影范围内，设计合理。沈阳航空工业学院课程设计说明书 第5章刃口尺寸的计算第5章刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值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其制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。5.1冲裁间隙的确定根据实用间隙表查得最小双面间隙Zmin=0.1mm，最大双面间隙Zmax=0.14mm。5.2刃口尺寸的计算及依据在确定冲模凸模和凹模刃口尺寸时，必须遵循以下原则：（1）根据落料和冲孔的特点，落料件的尺寸取决于凹模尺寸，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凹模尺寸，故冲孔以凹模为基准件，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。（2）根据凸、凹模刃口的磨损规律，凹模刃口磨损后使落料件尺寸变大，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；凹模刃口磨损后使冲孔件孔径减小，故应使刃口尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸。（3）凸模和凹模之间应保证有合理的间隙。（4）凸模和凹模的制造公差应与冲裁件的尺寸精度相适应。根据上述计算法则，对于采用分别加工的凸模和凹模，应保证下述关系：│δ凹│＋│δ凸│≤Zmax－Zmin也就是说，新制造的模具应该保证│δ凹│＋│δ凸│≤Zmax－Zmin,否则，模具的初始间隙已超过了允许的变动范围Zmin~Zmax，影响模具使用寿命。本套模具采用分别加工法进行加工。分别加工时计算公式如下：当落料时：D凹=(Dmax－χ△)（5-1）D凸=(D凹－Zmin)=(Dmax－χ△－Zmin)（5-2）当冲孔时：d凸=(dmin+χ△)（5-3）d凹=(d凸+Zmin)=(dmin+χ△+Zmin)（5-4）孔心距：Ld=L±1/8△（5-5）式中：D凸、D凹-分别为落料凹模和凸模的基本尺寸；d凸、d凹-分别为冲孔凹模和凸模的基本尺寸；L、Ld-工件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸；Dmax-落料件的最大极限尺寸；dmin-冲孔件的最小极限尺寸；△-冲裁件公差；χ-磨损系数；表5.1工作零件刃口尺寸的计算尺寸及分类尺寸转换计算公式结果落料R20200-0.52D凹=(Dmax－χ△)D凸=(D凹－Zmin)D凹=19.740+0.025D凸=19.280-0.02冲孔1010+00.36D凸=(dmin+χ△)d凹=(dmin+χ△+Zmin)d凸=10.180-0.02d凹=10.640+0.02孔心距6060±0.08Ld=L±1/8△Ld=60±0.02沈阳航空工业学院课程设计说明书 第6章主要零部件设计

第6章主要零部件设计虽然各类冲裁模的结构形式和复杂程度不同，但组成模具的零件种类是基本相同的，根据它们在模具中的功用和特点，可以分为工艺零件和结构零件两类。设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本套模具主要采用螺钉固定模具零件，销钉起零件的定位作用，采用挡料销送进定距和导料销送进定位，无测压装置。下面分别介绍各个零部件的设计方法。6.1凹模的设计6.1.1凹模外形的确定凹模的外形一般有矩形和圆形两种。凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，如图6—1所示。凹模各尺寸计算公式如下：凹模厚度（6-1）凹模边壁厚（6-2）凹模板边长（6-3）凹模板边宽（6-4）式中：b1-冲裁件的横向最大外形尺寸；b2-冲裁件的纵向最大外形尺寸；K-系数，考虑板料厚度的影响。查表得：K=0.2根据公式（6-1）可计算落料凹模板的尺寸。=0.2×100=20(mm)根据公式（6-2）可计算凹模边壁厚：C=(1.5～2)H=(1.5～2)×20=30～40(mm)取凹模边壁厚c=40mm即：L×B×H=200mm×160mm×25mm凹模图如图6-1所示。图6.1凹模图6.2凸模的设计6.2.1凸模结构的确定凸模结构通常分为两大类。一类是镶拼式，另一类为整体式。整体式中，根据加工方法的不同，又分为直通式和台阶式。因为该制件形状不复杂，所以将落料模设计成台阶式凸模，台阶式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。6.2.2凸模材料的确定该模具要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以凸模的材料应选Cr12，热处理58～62HRC。6.2.3凸模精度的确定根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，同轴度为0.02。6.2.4凸模高度的确定因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、落料凹模与附加长度的总和，如图6-2所示。图6.2凸模高度尺寸凸模高度为：L=h1+h2+附加长度(6-5)式中：h1-凸模固定板厚度，可得：h1=20mm；h2-凹模厚度，可得：h2=30mm；附加长度包括凸模的修磨量，凸模进入凸凹模的深度。（附加长度取1mm）由公式(6-5)得：L=20+30+1=51(mm)6.3凸凹模的设计6.3.1凸凹模外形的确定凸凹模的外形由本套模具所设计的零件图样外形确定。凸凹模的外形尺寸应保证有足够的强度、刚度和修磨量，一般根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的，与落料凹模配合确定，其内孔尺寸与冲孔凸模配合确定。6.3.2凸凹模材料的选取由于冲模为复合模，所以材料要有良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性、热处理工艺性等。Cr12刚具有较好的淬透性，很高的耐磨性，有较高的冲击韧度和承载强度，且淬火变形小。为满足以上要求，在该模具中凸凹模材料选用Cr12钢。6.3.3凸凹模精度的确定零件精度：由于该零件为工作零件，起主要成型的作用，对精度要求较高，外形精度公差为IT7。6.3.4凸凹模壁厚的确定凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。从强度方面考虑，其壁厚应受最小值限制。凸凹模的最小壁厚与模具结构有关：当模具为正装结构时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些；当模具为倒装结构时，若内孔为直筒型刃口形式，且采用下出料方式，则内孔积存废料，胀力大，故最小壁厚应大一些。凸凹模的最小壁厚值，目前一般按经验数据确定，倒装复合模的凸凹模最小壁厚可查表得。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装的小一些。凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为6.7mm，该壁厚为6.7mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为15mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。6.3.5凸凹模洞口类型的选取本设计采用的是倒装式复合模，故凸凹模在下模，采用下出料方式，需要设计凸凹模洞口类型，排出积存废料。凸凹模洞口的类型如图6-3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，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料的聚集而增大了推件力和凸凹模的涨裂力，给凸、凸凹模的强度都带来了不利影响。一般复合模和上出件的冲裁模用a、c型，下出件用b、d型其中d型是锥筒式刃口，在凸凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大。综上所述，本设计选用a型直通式洞口。(a)直筒式(b)直筒式(c)直筒式(d)锥筒式(e)锥形式图6.3凸凹模洞口的类型6.4卸料装置的选用6.4.1卸料装置的选用弹性卸料装置由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹间隙小，此时，凸模与固定板以H7/h6配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口0.3～0.5mm，以便顺利卸料。6.4.2卸料板外型的设计在冲压工艺分析中已经选择了卸料装置为弹性卸料，采用卸料板卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。卸料板与凸凹模的间隙值由表6.3确定，取0.15mm。卸料板的厚度查表6.4，卸料板与凹模的外形尺寸相同。根据凹模的尺寸200mm×160mm×25mm，从而确定卸料板的尺寸。查表6.4卸料板厚度为15mm。表6.3卸料板与凸凹模间隙值材料厚度t/mm＜0.50.5～1＞1单边间隙Z/mm0.050.10.15表6.4卸料板厚度冲件厚度t卸料板宽度<5050～8080～125125～200>200>0.86681012>0.8～1.568101214>1.5～3810121516卸料板如图所示：图6.4卸料板6.4.3卸料板材料的选择卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是45钢。45钢是优质碳素结构钢，它的质量较好，含碳量（0.45%）波动小，性能较稳定。经过热处理（调质）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。6.4.4卸料板结构的设计卸料板与凸凹模应该是间隙配合，要保证单边间隙为0.15mm。本套模具采用了一个挡料销和两个导料销进行条料的定位和导料。根据条料的宽度（105.6mm）和搭边值（2.8mm）确定挡料销和导料销的位置，由于两个导料销之间的距离必须大于一个步距，所以两个导料销之间的距离为52mm。模具采用的是弹压卸料板、弹簧和卸料螺钉进行卸料。四个卸料螺钉对称分布，使每个卸料螺钉受力均匀。6.4.5卸料板整体精度的确定卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选IT14级，粗糙度为Ra3.2；而内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选IT11级，粗糙度为Ra1.6；四个螺纹孔和挡料销、导料销有定位作用，所以精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为Ra3.2。6.5卸料橡胶的选用在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑模具的结构，该模具采用的弹性元件为橡胶。橡胶允许承受的负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较方便灵活，而且成本低，是中小型冲模中弹性卸料、顶件及压边装置常用的弹性元件。卸料橡胶的选用与计算步骤： （1）确定自由高度H自H自=L工/(0.25～0.30)+h修模（6-7）式中：L工-冲模的工作行程，对冲裁模而言，L工=t+1；h修模-预留的修模量，根据模具设计寿命一般取4～6mm。根据公式（6-7）得：H自=L工/（0.25～0.30）+h修模=3/（0.25～0.30）+（4～6）=（6.7～8）+（4～6）=14～18=18（mm）（2）确定L预和H装L预=（0.1～0.15）H自（6-8）式中：L预-橡胶的预压缩量。根据公式（6-8）得：L预=(0.1～0.15)×18=1.8～2.7=2.0（mm）H装=H自-L预（6-9）（3）确定橡胶橫截面积AA=F/g（6-10）式中：F-所需的弹压力（F=9885.564N）；g-橡胶在预压缩状态下的单位压力：g=0.26～0.50MPa。根据公式（6-10）得：A=F/g=17264.988/0.5=34529.976（mm2）6.6固定板的设计6.6.1凸模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。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍。则凸模固定板的厚度：H=（0.6～0.8）H（6-11）式中：H-凸模固定板厚度；H-凹模厚度；根据公式（6-11）得凸凹模厚度为：H=（0.6～0.8）H=（0.6～0.8）×30=18～24mm凸模固定板厚度取20mm。6.6.2凸凹模固定板的设计凸凹模固定板主要是固定凸凹模，保证凸凹模有足够的强度，使凸凹模与卸料版、下模座、垫板更好的定位。凸凹模与凸凹模固定板的配合按H7/m6。凸凹模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍。则凸凹模固定板的厚度为：H=（0.6～0.8）H（6-12）式中：H凸凹固-凸凹模固定板厚度；H凹-凹模厚度；根据公式（7-12）得凸凹模固定板厚度为：H=（0.6～0.8）H=（0.6～0.8）H=（0.6～0.8）×30=18～24mm凸凹模固定板厚度取20mm。6.7垫板的设计它的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，如果凸模的端部对材料的压力超过材料的许用压力，需在凸模端部与模座之间加上垫板防止模具损坏。垫板外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取3～10mm，查参考文献冲压模具设计与制造22.5-17JB/T7643.3-1994，垫板尺寸为200mm×160mm×10mm。6.8挡料销、导料销、卸料螺钉的选用6.8.1挡料销、导料销的选用设计挡料销时，应注意以下几点：（1）工件外形简单时，应以外形定位，外形复杂时以内孔定位。（2）定位要可靠，放置毛坯和取出工件要方便，确保操作安全。（3）若工件需要经过几道工序完成时，各套冲模应尽可能利用工件上同一位基准，避免累积误差。在此选用机械行业标准GB/T7649.10-94中的A型挡料销，作为该模具中的挡料销和导料销。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。6.8.2卸料螺钉的选用根据复合模具典型组合尺寸查得卸料螺钉选择为：圆柱头卸料螺钉M8×55mmJB/T7650.56.9上下模座、模柄的选用6.9.1上下模座的选用本模具采用后侧导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。后侧导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离5mm。而下模座底面与导柱底面的距离为14mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用H7/r6的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用H7/r6的过盈配合。导套的长度，需要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/r6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳深度0.8～1.2mm，淬硬58～62HRC。导柱的直径、长度，按标准选取。导柱：A28h6×200GB/T2861.1导套：A42H6×110GB/T2861.6模座的的尺寸L/mm×B/mm＝200mm×160mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准分别为50mm、55mm。6.9.2模柄的选用模柄的作用是将上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大是模具。（5）浮动式模柄，它由模柄、球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的紧密冲裁。根据本模具结构，采用带台阶的凸缘式模柄。在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。综合以上，本模具模柄选用：A40JB/T7646.3-1994。6.9.3螺钉、销钉的选用螺钉、销钉都是标准件，螺钉用于固定模具零件，销钉则起定位作用。根据上模座、垫板、凸模固定板和凹模采用4个M8×60mm的螺钉固定，凸凹模固定板和下模座采用4个M8×50mm的螺钉固定，模柄与上模座采用4个M8×20mm的螺钉固定，螺钉分布对称，使紧固零件受力均匀。冲模上的螺钉常用圆柱头内六角螺钉（GB/T70-1985）。销钉起定位作用，防止零件之间发生错移，其本身承受切应力。销钉采用两个，多用圆柱销（GB/T119-2000）与零件上的销孔采用过渡配合，上模座、凸模固定板、垫板和凹模采用8×70mm的定位销钉，凸凹模固定板与下模座采用8×50mm的定位销钉。6.9.4模具结构简述沈阳航空工业学院课程设计说明书 第7章冲压设备的校核

第7章冲压设备的校核7.1冲压设备的校核该模具的闭合高度由以下零件高度相加之和求的。该模具闭合高度：H闭=H上+H下+H垫+L+H-h（7-1）式中：L-冲孔凸模长度；H-凸凹模厚度；h-冲孔凸模冲裁后进入凸凹模的深度h=2mm。根据公式（7-1）得模具的闭合高度为：H闭=H上+H下+H垫+L+H-h=238（mm）可见该模具的闭合高度在所选模具闭合高度之间，则该模架可以使用，该模具的闭合高度小于所选压力机型号为J23-100的最大闭合高度为400mm，添加垫板可以使用。7.2冲压设备的选用根据模具闭合高度、冲裁力等，压力机型号为J23-100，能满足各项要求，因此选取J23-100号压力机。沈阳航空工业学院课程设计说明书 第8章模具结构简述第8章模具结构简述该制件的模具为复合模。通过以上的设计，可得到模具装配图。模具的上模部分由上模座、垫板、凸模固定板、凸模及落料凹模等组成。上模座、垫板、落料凹模及凸模固定板用4个M8×60mm的圆柱头内六角螺钉和2个8×80mm的圆柱销定位。螺钉选取：M8×60mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：8×80mm的标准件，采用45钢。下模部分由下模座、卸料板、橡胶及凸凹模固定板等组成。卸料方式是采用的弹性卸料。下模座、凸凹模固定板用4个M8×50mm的圆柱头内六角螺钉和2个8×60mm的圆柱销定位，下模座、凸凹模固定板、橡胶及卸料板上安装2个M8×50mm卸料螺钉进行卸料。螺钉选取：M8×50mm的标准件，采用45钢。圆柱销选取：8×80mm的标准件，采用45钢。卸料螺钉选取：M8×60mm的标准件，采用45钢。冲孔废料由漏料孔漏出。沈阳航空工业学院课程设计说明书 参考文献参考文献[1]成虹.冲压工艺与模具设计.北京：高等教育出版社[2]徐政坤.冲压模具设计与制造.北京：北京工业出版社[3]陈剑鹤.冷冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社[4]翁其金.冷冲压技术.北京：机械工业出版社[5]万站胜.冲压模具设计.北京：中国铁道出版社[6]张鼎承.冲模设计手册.北京：机械工业出版社[7]史铁梁.冷冲模设计指导.北京：机械工业出版社[8]顾京.数控加工编程及操作.北京：高等教育出版社[9]吕思科.机械制图.北京：北京理工大学出版社[10]王海明.机械制造技术.北京：中国农业出版社[11]阎其凤.模具设计与制造.北京：机械工业出版社[12]李正风.机械设计基础.上海：上海交通大学出版社[13]许发樾.模具设计应用实例.北京：机械工业出版社[14]李硕本.冲压工艺学.北京：机械工业出版社，[15]洪泽深.冷冲压工艺及模具设计.合肥：安徽科学技术出版社[16]张毅.现代冲压技术.北京：国防工业出版社沈阳航空工业学院课程设计说明书 附录附录序号图名图纸大小图纸编号备注1凸凹模固定板A301附页2凹模A302附页3上垫板A303附页4凸模固定板A304附页5卸料板A305附页6下垫板A306附页7冲孔凸模A407附页8凸凹模A408附页9推件器A409附页10垫片模具设计A000资料袋基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究