某零件冲压模具毕业设计

《某零件冲压模具毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某零件冲压模具毕业设计（44页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、某零件冲压模具设计 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品， 大到机床的底座、机身外壳, 小到一个胚头螺丝、纽扣以与各种家用电器的外壳， 无不与模具有着密切的关系。 模具的形状决定着这些产品的外形， 模具的加工质量与精度也就决定着这些产品 的质量。因为各种产品的材质、外观、规格与用途的不同，模具分为了铸造模、 锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以与塑胶模具。 随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈 广泛，模具成形已成为当代工业生产的重要手段。 2工件工艺性分析与方案确定 2.1工件工艺性分析 冲裁工艺性 H ©29 H L 054 图2-1 零

2、件图 由零件简图2-1可见，该工件的加工涉与到落料、冲孔、翻边或拉深等工序 成形。 该零件的外径为①54mm,属于小制件，形状简单且对称，适于冲裁加工。 查《冷冲压模具设计与制造》表 2.3冲压件内、外形所能达到的经济精度，因制 件形状简单、对称，冲裁件内外形所能达到的经济精度为 IT12-IT13 o 查表2.5孔中心与边缘距离尺寸公差为土 0.5mm 查表2.7 —般剪切断面表面粗糙度为 3.2 gm. 查《冷冲模设计》表 2 — 3，得材料10号钢的力学性能如下表: 表2-1 10号钢的性能 抗剪强度T 255 〜333MPa 抗拉强度c b 294 〜432MP

3、a 屈服点CS 206MPa 伸长率3 29% 材料10钢，其冲压性能较好，孔与外缘的壁厚较大，复合模中的凸凹模壁 厚部分具有足够的强度。 翻边工艺性 1. 翻边工件边缘与平面的圆角半径 r=（2〜3）t 2. 翻边的高度h=8 >1.5r=1.5 3. 翻边的相对厚度d/t=15.16>（1.7 〜2）,所以翻边后有良好的圆筒壁 4. 冲孔毛刺面与翻边方向相反，翻边后工件质量没大影响。 5. 查《中国模具设计大典》 第3卷，第35页，K.W」扩孔实验，预加工孔①15.16 可扩孔到①45左右，而制件为①28，即满足翻边性能。 总体看来：该制件均满足冲裁工艺性和翻边工艺

4、性，适于冲裁加工 判断能否一次性翻边成形 由预冲孔公式可以得到翻边高度 H的表达式: H= +0.43r+0.72t (2-1) 或H= D d (1- )+0.43r+0.72t =+0.43r+0.72t 若将Kmin带入上式，则可得到许可的最大翻边高度 Hmax Hmax= （1-Kmin ） +0.43r+0.72t 其中 D —翻边后的中经（mm） Kmi n —极限翻边系数 r—翻边圆角半径（mm） t —材料厚度（mm） 查《冷冲模设计》，表7-1低碳钢圆孔极限翻边系数 这里凸模采用圆柱形平底型式 孔的加工方式为冲孔 因相对厚度 于是Hma

5、x二 d/t=15.16 得 Kmin= 0.55 (1-0.55 ) +0.43 X2+0.72 X1 =8.0(mm) 因工件高度H=Hmax，所以在平板上能一次性翻边成形 2.2工艺方案确定 根据工件形状，初步确定采用落料、冲孔和翻边等工序，现确定以下方案: 方案一：一套落料、冲孔、翻边复合模 方案二：一套落料、冲孔、翻边单工序模 方案三：一套落料、冲孔、翻边连续模 单工序模、连续模和复合模的相互比较见表 2-2 表2-2单工序模、连续模和复合模的性能比较 项目 单工序模 连续模 复合模 工作情 况 尺寸精度 精度较咼 可达IT13〜10级

6、 可达IT9〜8级 工件形状 易加工简单件 可加工复杂零件， 如宽度极小的异 形件、特殊形件 形状与尺寸要受 模具结构与强度 的限制 孔与外形 的位置精 度 较咼 .、八 较差 较咼 工件平整 性 推板上落料，平 整 较差，易弯曲 推板上落料，平整 工件尺寸 一般不受限制 宜较小零件 可加工较大零件 工件料厚 般不受限制 0.6 〜6mm 0.05 〜3mm 工艺性 能 操作性能 方便 方便 不方便，要手动进 行卸料 安全性 比较安全 比较安全 不太安全 生产率 低，压力机一次 咼，压力机一次行 较咼，压力机一次 

7、 行程只能完成一一 道工序，但在多 工位压力机使用 多副模具时，生 产率咼 程内可完成多道 工序 行程内能完成两 道以上工序 条料宽度 要求不严格 要求严格 要求不严格 模具制造 结构简单，制造 周期短 结构复杂，制造和 调整难度大 结构复杂，制造难 度大 总的看来：方案一：生产效率高，因为滑块下行一次既完成落料、冲孔和翻边等 工序，不存在定位误差，同轴度高，因此冲压出来的制件精度也较高；但模具结 构较复杂，因此模具制造难度大。 方案二：生产效率不高，由于要多机床或多道工序完成，致使生产效 率和经济效益都降低；但模具制造周期短。 方案三：生产效率较高，完

8、成落料、冲孔的连续模生产效率较高，和 方案二一样，由于第二道翻边单工序的存在，降低了生产效率不说，精度也难保 证。 因此综合考虑采用方案一，再来确定采用正装复合模还是采用倒装复合模。 正装复合模和倒装复合模的比较见下表 2-3 表2-3正装复合模和倒装复合模的比较 序号 正装 倒装 1 对于薄冲件能达到平整要求 不能达到平整要求 2 操作不方便，不安全，孔的废 料由打棒打出 操作方便，能装自动拔料装置，能 提咼生产效率又能保证安全生产， 孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉 3 废料不会在凸凹模孔内积聚， 每次由打棒打出，可减少孔内 废料的胀力，有利于凸凹模减 少最小壁厚

9、 废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要 求有较大的壁厚以增加强度 4 装凹模的面积较大，有利于复 杂制件拼快结构 如凸凹模较大，可直接将凸凹模固 定在底座上省去固定板 从表 2-3 中可以看出： 正装对于薄冲件能达到平整要求， 且废料不会在凸凹 模孔内积聚，有利于凸凹模减少最小壁厚。而倒装不能达到平整要求，而且废料 在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。 从保证冲裁件质量、经济性和安全性前提下，综合考虑采用正装复合模，即 模具结构为落料、冲孔、翻边正装复合模。 3排样与计算材料利用率 3.1计算预冲孔大小 I） D1 图3-1零件图 该制件是在冲孔后的

10、平板毛坯上翻边成形， 在翻边时，同心圆之间的距离变 化不显著，预制孔直径可以用弯曲展幵的方法近似计算： 查《冷冲模设计》第215页 预冲孔直径公式d=D1-2[ 因D1=D+t+2r h=H-r-t 代入上式，并简化得： d二D-2（H-0.43r-0.72t） 式中 D —翻边后的中经（mm） H —翻边高度（mm） r—翻边圆角半径（mm） t —材料厚度（mm） 这里 D=28mm H=8mm r=2mm t=1mm 所以 d=28-2 （8-0.43 X2-0.72 X1） =15.16（mm） 同可得：相对厚度d/t=15.16/1=15.16 翻边系数

11、d/D=15.16/28=0.54 (3-1) 3.2确定排样方式 采用有废料和少废料排样，排样图分别如图 3-2和图3-3 图3-2有废料排样  图3-3无废料排样 以与条 也降 少废料排样虽然材料利用率有所提高， 但由于条料本身的宽度公差, 料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸而使冲裁件的精度降低， 低了模具寿命，结合各自的优缺点，综合考虑采用有废料排样法。 3.3计算材料利用率 1. 计算制件的面积A 制件面积A的计算公式： A= ( D2-d2) (3-2) = (542 -15.16 2) =2108.6469(mm 2) 式中

12、D —毛坯外径(mm) d —冲孔直径(mm) 2. 确定搭边a与al的值 查《冷冲模设计》表 3-10搭边a与al数值 取 a=0.8mm a1=1.0mm 于是条料宽度：b=54+2a1=56mm 进距:l=54+a=54.8mm 3. 材料利用率计算 查《中国模具设计大典》第 3卷冲压模具设计。 表18.3-24 轧制薄钢板的尺寸(GB/T708-1988 ) 板料规格选用 1.0mm X750mm X1500mm(tmm XBmm XLmm) 1)若采用纵裁： 裁板条数 n 1=B/b=750/56=13 条余 22mm 每条个数n2二 一==27个余19.6

13、mm 每板总个数n总二n1 Xn2 =13 X27 =351(个) (3-3) 材料利用率叶总=xioo% =X100% =65.79% 2）若采用横裁： 裁板条数 n 1二L/b=1500/56=26 条余 44mm 每条个数n2= ==13个余36.8mm 每板总个数n总二n1 Xn2 =26 X13 =338（个） 材料利用率 叶总=X100% （3-4） =X100% =63.35% 显然纵裁的材料利用率要高些，因此选用纵裁。 4.计算零件的净重G G=F.t. p (3-5) 式中 G—工件重量（g ） F—工件面积（cm2） t —材料厚

14、度（cm ） p—材料密度（g/cm 3） 10号钢属于低炭钢，在这里密度取p =7.85 g/cm 3 则 G=F.t. p =2108.6469 X10-2 X1.0 X10-1 X 7.85 =16.55 g 4 冲裁力与压力中心计算 4.1.落料力 F 落 查《冷冲模设计》第 54 页，落料力 F 落公式为 F 落 =KLt (4-1) 式中 F 落—落料力( N) L—冲裁件周长(mm) t —材料厚度 (mm) t—材料的抗剪强度(MPa ) K—系数，常取K=1.3 这里 L= n X54mm t=1mm 取 T=300MPa 则 F 落= 1.3 Xn

15、>54 X1 X300 =66128.4 (N) 4.2 卸料力 F 卸 查《冷冲模设计》表 3-8 卸料力、推件力和顶件力系数 取 K 卸=0.035 F卸二K卸.F落 (4-2) =0.035 X66128.4 =2314.494 (N) 4.3 冲孔力 F 冲 查《冷冲模设计》第 54 页，落料力 F 冲公式为 F 冲 =KLt (4-3) 式中 F 冲—落料力( N ) L—冲裁件周长(mm) t —材料厚度 (mm) t—材料的抗剪强度(MPa ) K—系数，常取K=1.3 这里 L= n X27mm t=1mm 取 r=300MPa 于是 F 冲=

16、1.3 XnX7 X1 X300 =33064.2 （ N） 4.4 顶件力 F 顶 查《冷冲模设计》表 3-8 卸料力、推件力和顶件力系数 取K顶=0.06 F顶二K顶.F冲 (4-4) =0.06 X33064.2 =1983.852 (N) 4.5翻边力F翻 查《冷冲模设计》 ，第 216 页，翻边力公式为 F 翻=1.1 冗(D-d)t os (4-5) 其中 F 翻—翻边力 (N) D —翻边后中经 (mm) d —翻边预冲孔直径 (mm) t —材料厚度 (mm) os —材料的屈服点 (MPa) 这里 D=28mm ，d=15.16mm, t=1

17、mm, os=206MPa 于是 F 翻=1.1 X3.14(28-15.16) X1 X206 =9135.9682(N) 4.6 总冲压力 F 总 F总二F落+F冲+F卸+F顶+F翻 (4-6) =66128.4 ＋33064.2 ＋2314.494 ＋1157.247+1983.852+9135.9682 =112626.91 (N) 4.7 计算压力中心 计算压力中心的目的是使模柄轴线和压力机滑块的中心线重合， 避免滑块受 偏心载荷的影响而导致滑块轨道和模具的不正常磨损， 降低模具寿命甚至损坏模 具。 从制件的形状可以看出，该制件是回转体结构，形状对称，故模具压力中心

18、就在 圆心部位，即无须再来计算了。 5主要工作部分尺寸计算 5.1落料刃口尺寸 查《冷冲模设计》表 3-3冲裁模初始双面间隙Z 取 Zmin=0.1mm Zmax=0.14mm 对零件图中未注公差的尺寸，冲压件一般保证精度 IT14，因制件形状简单且对 称，在这里保证精度IT13 o 查《互换性与测量技术基础》表 3-6简单形状冲裁时凸凹模的制造偏差 3凹=+0.03mm 5凸=-0.02mm 因此：| 3 凹|+| 3 凸=0.03+0.02 mm =0.05mm Zmax -Zmi n=0.14-0.1mm =0.04mm | 3 凹+| 3 凸〉Zmax

19、 之min 因此在这里采用单配方法加工。 对于落料，先做凹模，并以它作为基准配做凸模 查《互换性与测量技术基础》表 2-4查出其极限偏差为: mm 查《冷冲模设计》表3-5磨损系数 取 X=0.5 +㈡△ (D-X △ ) o (5-1) 1 (54 - 0. 5 X 0.46) Q □3. /1 n mm mm 落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为 0.10〜0.14mm 5.2冲孔刃口尺寸 冲孔部分：3凹=+0.02mm 3凸=-0.02mm | 3 凹+| 3 凸|=0.02+0.02mm =0.04mm | 3 凹+| 3 凸|= Zmax

20、 ^Zmin 对于采用分别加工时，应保证下述关系： | 3 凹 |+| 3 凸 | < Zmax 之min (5-2)  但对于形状复杂或料薄的工件，为了保证凸、凹模间一定的隙值，必须采用配合 加工。 因此在这里采用还是采用单配方法加工 对于冲孔，先做凸模，并以它作为基准配做凹模 查《互换性与测量技术基础》表 他15丄&舄" 2-4查出其极限偏差为: mm 查《冷冲模设计》表 3-5磨损系数 取X=0.5 I (d + X A ) 则 d 凸 二 (5-3) (15.16 + 0. 5 X 0. 27) 1 ° = -(-)X 0.27 15

21、3 ° =^^^mm 冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为 0.10〜0.14mm 5.3翻边工作刃口尺寸 翻边间隙 如图5-1，由于在翻边过程中，材料沿切向伸长，因此其端面的材料变薄非 常严重，根据材料的统一变形情况， 翻边凹模与翻边凸模之间的间隙应小于原来 的材料厚度。 一—Z/2 图5-1翻边间隙 查《冷冲压模具设计与制造》，表5-5平板毛坯翻边时凸凹模之间的间隙 得 Z/2=0.85mm 532翻边刃口尺寸 1.翻边凸模的刃口尺寸计算 -(-)X 0.33 o -0 0825 =27.165 2.翻边凹模的刃口尺寸计算 (5-5) 根据

22、翻边间隙和翻边凸模的刃口尺寸来确定翻边凹模的刃口尺寸 6凸模、凹模与凸凹模的结构设计与校核 6.1落料凹模结构设计 最小壁厚 冲孔落料复合模的凸凹模. 其刃口平面与工件尺寸相同， 这就产生了复合模 的“最小壁厚”问题。 冲孔落料复合模许用最小壁厚可按表 6-1选取，形式如图6-1表示，表值为经验 数据。 表6-1 凸凹模最小壁厚a数值 （单位：mm ）部分如下 材料厚度 0.8 0.9 1.0 1.2 最小壁厚 2.3 2.5 2.7 3.2 最小直径 15 18 图6 — 1最小壁厚 为了增加凸凹模的强度和减少孔内废料的涨力， 可

23、以采用对凸凹模有效刃口以下 增加壁厚或将废料反向顶出的办法.如图 6— 1所示。 模具材料的选择 从众多模具材料中选出9Mn2V钢，该模具钢是一种综合力学性能比碳素工 具钢好的低合金工具钢，它具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小，淬透性 很好。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了钢的过热敏感性，同时碳 化物较细小和分布较均匀。 9Mn2V钢的化学成分和物理性能分别如表 6-2和表6-3所示 表6-2 9Mn2V 钢化学成分（ GB/T 1299 — 2000 ) W% C Si Mn V P S 0.85 〜0.95 < 0.40 1.70 〜2.

24、00 0.10 〜0.25 < 0.030 < 0.030 表6-3临界温度 临界点 Ac1 Acm Ar1 Ar3 温度(近似值)卩E 730 760 655 690 表6-4综合性能 耐磨性 耐冲击性 淬火不变形性 淬硬深度 中等 中等 好 浅 红硬性 脱碳敏感性 切削加工性 差 较大 较好 所以这里不管是凸模、凹模还是凸凹模，材料都选用 9Mn2V钢 这里的落料凹模的热处理硬度为 60〜62HRC 确定凹模外形尺寸 确定凹模外形尺寸的方法有多种，通常都是根据零件的材料厚度和排样图 所确定的凹模型孔壁

25、间最大距离为依据，来求凹模的外形尺寸。 凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，故 采用阶梯形直壁式。 凹模的外形一般有矩形与圆形两种， 凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与 刚度，凹模的厚度还应考虑修模量。 凹模的外形尺寸一般根据冲材料的厚度和冲 裁件的最大外形尺寸来确定。 查《冷冲模设计》，第101页，凹模厚度和壁厚公式为 凹模厚度 H=Kb( >15mm) (6-1) 式中 K—系数，考虑板料厚度的影响 b —冲裁件的最大外形尺寸 凹模壁厚 C=(1.5〜2)H( >30〜40mm) (6-2) 查《冷冲模设计》，表4-3系数K值 取

26、 K=0.22 因 b=54 mm 故 H=0.22 X54 =11.88mm C=1.5 X22 =33mm 考虑到翻边高度8mm 和保证H >15mm，最后取H=22mm 凹模形状简图如图6-2 图6-2落料凹模 凹模的强度校核 查《中国模具设计大典》，第三卷，表 20.1-18 凹模强度计算公式 (6-3) Hmi n= 式中 Hmin —凹模的最小厚度（mm ） F—冲压力（N ） owp —许用弯曲应力（MPa ） d、do —凹模刃口与支承口直径 这里 F= F 落=66128.4 （ N ） mm ) awp= 500MPa d=53.

27、77mm do=64mm^ x 66128,1 Hmi n= 2 x 53.77 3 X 64 =9.34mm 而真实的凹模厚度为22mm，所以凹模的强度满足要求。 6.2落料、翻边凸凹模外形尺寸 1. 落料、翻边凸凹模的高度 落料、翻边凸凹模的高度满足翻边高度和凸、凹模之间安全距离外，还考虑翻边 间隙，保证强度要求，即凸凹模壁厚大于最小壁厚。 这里落料、翻边凸凹模的高度为 30mm o 2. 落料、翻边凸凹模的强度校核 Lmax < （6-4 ）式中 Lmax —冲孔凸模许用的最大自由长度（ mm ） E—冲孔凸模材料的弹性模量（MPa ） d —凸模或冲孔

28、直径（mm ） t—冲件材料的抗剪强度（MPa ） t—冲件材料的厚度（mm ） 这里 E=2.2 x- MPa d=53.77mm t=1mm t=300 MPa 3+14 于是 Lmax w= I* x =2095.4mm 而实际的冲孔、翻边凸凹模厚度为 30mm，所以强度完全满足要求。 材料同样选用9Mn2V钢，其热处理硬度为 58〜60HRC 落料、翻边凸凹模简图如图 6-3 再3, 77 - 图6-3落料、翻边凸凹模 6.3冲孔、翻边凸凹模外形尺寸 冲孔、翻边凸凹模的功能是完成冲孔、翻边，重要性大，其热处理硬度也相对比 落料凸模大，其

29、材料选用 9Mn2V钢，热处理硬度为60〜62HRC 1•冲孔、翻边凸凹模的高度 冲孔、翻边凸凹模的高度二冲孔、翻边凸凹模固定板的厚度 +落料凹模的厚度 =12mm +22mm =34mm 2.冲孔、翻边凸凹模的强度校核 1）冲孔凹模的强度校核 查《中国模具设计大典》，第三卷，表 20.1-18 凹模强度计算公式 Hmi n= （6-5） 式中 Hmin —冲孔、翻边凸凹模的最小厚度（ mm ） F—冲压力（N ） owp —许用弯曲应力（MPa ） d、do —冲孔、翻边凸凹模刃口与支承口直径（ mm ） d=15.3mm 这里 F= F 冲=33064.2 N

30、 a wp= 500MPa do=16.3mm Hmi n= 1.5X33064.2 V 500 2X15.3) 3X16.3) =6.1mm 2）翻边凸模稳定能力的校核 Lmax < （6-6 ） 式中 Lmax —冲孔凸模许用的最大自由长度（ mm ） E—冲孔凸模材料的弹性模量（MPa ） d —凸模或冲孔直径（mm ） t—冲件材料的抗剪强度（MPa ） t—冲件材料的厚度（mm ） 这里 E=2.2 xlM MPa d=27mm t=1mm t=300 MPa 314 于是 Lmax *16 x =745.6mm 而实际的冲孔、翻边凸凹模厚

31、度为 34mm，所以强度完全满足要求。 冲孔、翻边凸凹模的简图如图 6-4 O.SX4Sn 图6-4冲孔、翻边凸凹模 6.4冲孔凸模外形尺寸 1. 冲孔凸模的形式采用类似直通式的形式，少了阶梯形式的复杂，主要受上顶杆 孔和凸模孔的影响，避免出现最小壁厚。 2. 冲孔凸模的长度 冲孔凸模的长度二冲孔凸模固定板的厚度+落料、翻边凸凹模的高度+超出落料、 翻边凸凹模的2mm 则冲孔凸模的长度 =12mm +30mm +2mm =44mm 冲孔凸模简图如图6-5 图6-5冲孔凸模 3. 强度校核 1）凸模稳定能力的校核 查《中国模具设计大典》，第三卷，表 2

32、0.1-10 凸模稳定能力校核计算公式 Lmax < （6-7 ）式中 Lmax —冲孔凸模许用的最大自由长度（ mm ） E—冲孔凸模材料的弹性模量（MPa ） d —凸模或冲孔直径（mm） t—冲件材料的抗剪强度（MPa ） t—冲件材料的厚度（mm ） 这里 E=2.2 史"MPa d=15.3mm t=1mm t=300 MPa 3.14 于是 Lmax <= x =318mm 2 ）承压能力的校核 （jk=冬cjp （6-8） 式中 t—冲件材料的抗剪强度（MPa ） t—冲件材料的厚度（mm ） d—凸模或冲孔直径（mm ） ok —凸模刃口的接触应

33、力（MPa ） op —凸模材料的许用压应力（MPa ） 这里 t=300 MPa t=1mm d=15.3mm *=1500 MPa =600MPa <(p=1500 MPa 即凸模稳定能力和承压能力均满足要求。 7主要零部件设计 7.1模柄的设计 JB/T7646.1-1994 ) 图7-1模柄 7.2固定板和垫板的设计 721冲孔、翻边凸凹模固定板的设计 查《中国模具

34、设计大典》第 3卷，表22.5-19圆形固定板 直径 D=120mm ，厚度 H=12mm 材料：45 热处理硬度43〜48HRC 冲孔、翻边凸凹模固定板的简图如图 7-2 0120 ” 0. 05 | A 羽一-  35 图7-2冲孔、翻边凸凹模固定板 722冲孔凸模固定板的设计 冲孔凸模的固定方式有直接固定在模座、 用固定板固定和快换式固定三种固定方 式，这里选用固定板固定，且采用台肩固定。 将冲孔凸模压入固定板内，装配采用 N7/h6 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-19圆形固定板 直径 D=120mm ，厚度 H=12mm 材料

35、：45 热处理硬度43〜48HRC 冲孔固定板的简图如图7-3 叫0  35 呵 图7-3冲孔固定板 723垫板的设计 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-20圆形垫板 直径 D=120mm ，厚度 H=6mm 材料：45 热处理硬度43〜48HRC 垫板的结构简图如图7-4  图7-4垫板 7.3定位零件的设计 731固定挡料销的设计 固定挡料销的作用是控制送料步距，分圆形与钩形两种，一般装在凹模上。因圆 形挡料销结构简单，制造容易，我们这里就选用圆形了。 查《中国模具设计大典》 第3卷，表22.5-58固定挡料销(J

36、B/T7649.10-1994 ) 选用直径为d=6mm,A 型固定挡料销 材料：45 热处理硬度：43〜48HRC 固定挡料销简图如图7-5 图7-5固定挡料销 定位销的设计 定位销的作用是提供条料的导向 材料：45 热处理硬度：43〜48HRC 定位销简图如图7-6 ，以免送偏。 T Li Q 图7-6定位销 733圆柱销的设计 1. 上圆柱销的设计 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.6-12 淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销 (GB/T199.2-2000 ) 上圆

37、柱销公称直径d=8mm ，公差为m6，公称长度1=70 mm 材料：45，普通淬火，表面氧化处理 上圆柱销简图如图7-7 卢1 + 1*6 - /0 ——1 图7-7上圆柱销 2. 下圆柱销的设计 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.6-12 淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销 (GB/T199.2-2000 ) 下圆柱销公称直径d=8mm ，公差为m6，公称长度1=60 mm 材料：45，普通淬火，表面氧化处理 下圆柱销简图如图7-8 . 6 廿 60 图7-8下圆柱销 7.4出件机构的设计 741上出件机构的设计 1. 推板

38、参照《冷冲压模具设计与制造》，第309页，顶板图7.28与表7.56 材料：45 热处理：43〜48HRC 推板简图如图7-9 1 1 1 \ 飞 1 1 以£ f 1 22 (340 图7-9推板 2. 推杆 查《冷冲压模具设计与制造》表 7.54带肩推杆尺寸(GB/T2867.1 — 81 ) 推杆长度二翻边行程距离+ 材料：45 热处理：43〜48HRC 推杆简图如图7-10 1X45q 1X45Q ⑶ " 、 - LQ ] : 1 ■= -4 ・ 1.15 -35 -

39、 ■ 图7-10推杆 3. 上顶杆 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-61顶杆(JB/T7650.3-1994 ) 材料：45 热处理硬度：43〜48HRC 上顶杆的长度L=冲孔凸模固定板厚度+上垫板厚度+空闲高度+行程距离 =12+6+10+11 =39mm 上顶杆的结构简图如图 7-11 O. 5X 15 Jf — — 1 0 图7-11上顶杆 4. 上顶板 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-62顶板(JB/T7650.4-1994 ) 材料：45 热处理硬度：43〜48HRC 顶板的简图分别如图7-1

40、2 图7-12上顶板 下出件机构的设计 下出件机构是个弹顶器，装于下模座，由弹簧驱动。 1.下顶杆 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-61顶杆(JB/T7650.3-1994 ) 因 卸料力F卸=2314.494 ( N ) 这里只用一根弹簧，所以该弹簧受力 2314.494 (N ) 在满足工作负荷前提下，查《冲模设计应用实例》 ，附录C1圆钢丝螺旋弹簧规 格 选取了序号78至83的8钟弹簧，它们的主要参数如下表 7-1 表7-1 圆钢丝螺旋弹簧规格(序号 78至83) 序号 弹簧外径 材料直径 节 距 自由高度 受负荷F1时

41、 最大工作 D/mm d/mm t/mm HO/mm 的 高 度 负 荷 H1/mm F1/N 78 80 60.2 79 55 9 14.5 120 88.4 2750 80 160 116.5 81 200 144.5 82 240 173 83 280 201.5  根据表7-1和图7-14 ，得到如下数据表7-2 表7-2 圆钢丝螺旋弹簧有关数据（序号 78至83） 序号 H0 H1 S1 =

42、 H0-H1 S预 5总（S工作+ S预） 78 80 60.2 19.8 16 27 79 120 88.4 31.6 27 28 80 160 116.5 43.5 32 43 81 200 144.5 55.5 43 54 82 240 173 67 54.5 65.5 83 280 201.5 78.5 66 77 其中：S 工作=10mm+1mm=11mm 检验是否满足S1> S总，如果满足，则可以选用。 80号至83号弹簧均满足要求，因此这里选用 80号弹簧 规格为 9 X46 X80 GB/T

43、2089-80 弹簧装配高度H2二H0- S预 =160-32 =128mm 材料：60Si2 MnA 热处理硬度：43〜48HRC，弹簧两端拼紧并磨平。 3•下顶板 查《中国模具设计大典》第 3卷，表22.5-62顶板(JB/T7650.4-1994 ) 材料：45 热处理硬度：43〜48HRC 下顶板的简图分别如图7-15 图7-15下顶板 下出件机构总体简图如图 7-16 图7-16下出件机构图 1-下顶杆 2-导管 3-弹簧 4-托板 5-螺母 8模架的选择 8.1模架的选择 标准模架中，应用最广的是用导柱、导套作为导向装置的模架。

44、根据导柱、 导套配置的不同有以下四种基本型式：对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱 模架、四导柱模架。 表8-1列举了它们之间的功能与用途 表8-1各模架功能与用途 模架型式（标准号） 功能与用途 对角导柱模架 GB/T2851.1-1990 在凹模面积的对角中心线上， 装有前后导柱，其有效区在 毛坯进给方向的导套间， 受力平衡，上模座在导柱上运动 平稳，适用于纵向或横向送料，使用面宽，常用于级金模 或复合模。其凹模周界范围为 63mm X50mm 〜500mm X500mm 后侧导柱模架 GB/T2851.3-1990 两导柱、导套分别装在上、下模座后侧，凹模面积是导套

45、 前的有效区域，可用于冲压较宽条料，且可用边角料，送 料与操作方便，可纵向、横向送料。主要适用于一般精度 要求的冲模，不宜用于大型模具，因有弯曲力矩，上模座 在导柱上运动不平稳。其凹模周界范围为 63mm X 50mm 〜400mm X250mm 中间导柱模架 GB/T2851.5-1990 其凹模面积是导套间的有效区域， 仅使用于横向送料，常 用于弯曲模或复合模。具有导向精度咼，上模座在导柱上， 运动平稳的特点。其凹模周界范围为 63mm X50mm〜 500mm X500mm 四导柱模架 GB/T2851.7-1990 模架受力平稳，导向精度高。使用于大型制件，精度很高

46、的冲模，以与大批量生产的自动冲压生产线上的冲模。 其 凹模周界范围为 160mm X250mm 〜630mm X400mm 后侧导柱模架适用于一般精度要求的冲模，且可用边角料，送料与操作方 便，可纵向、横向送料，这里就选用后侧导柱模架了。 查《中国模具设计大典》，第3卷，表2243后侧导柱模架 这里选用后侧导柱模架的规格如下： GB/T 2855.5 GB/T 2855.6 GB/T 2861.1 GB/T 上模座：125mm X125mm X30mm 下模座：125mm X125mm X35mm 导柱：22mm xi30mm 导套：22mm X70mm X28mm

47、 2861.6 8.2模具的闭合高度计算 1. 模具闭合高度计算的意义 模具的闭合高度 H模是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座 的下平面之间的高度。计算模具的闭合高度 H模是为选压力机提供帮助，压力 机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应， 即满足：冲模的闭合高度在压力机的 最大闭合高度和最小闭合高度之间，否则就不能保证正常的安装与工作。 2. 计算模具的闭合高度 模具的闭合高度H模二上模座厚度+垫板厚度+上垫板厚度+冲孔凸模固定板厚 度+落料凸模高度+落料凹模高度+冲孔、翻边凸凹模固定板厚度 +下垫板厚度 下模座厚度+上、下模安全距离 贝y H 模=30mm +17

48、mm +6mm +12mm +30mm +22mm +12mm +35mm +10mm =174mm 9选择冲压设备 冲压设备是提供模具行程能量的，在冷冲压生产中，为了适应不同的冲压 工作需要，采用各种不同类型的压力机。 压力机的类型很多，按传动方式的不同, 主要可分为机械压力机和液压压力机两大类。 其中机械压力机在冷冲压生产中应 用最广泛。随着现代冲压技术的发展，高速压力机、数控回转头压力机等也日益 得到广泛地应用。 下面表9-1和表9-2，分别列举了按冲压件大小和按生产批量选择设备 表9-1按冲压件大小选择设备 零件大小 选用类型 特点 适用工序 小型或中小 型

49、 幵式机械压力 机 有定的精度和刚 度，操作方便，价格 低廉 分离与成形 （深度浅的成形件） 大中型 闭式机械压力 机 精度与刚度更咼，结 构紧凑，工作平稳 分离、成形 （深度大的成形件与复 合工序） 表9-2按生产批量选择设备 冲压件批量 设备类型 特点 适用工序 小批 量 薄板 通用机械压力 机 速度快，生产效率咼，质量 较稳定 各种工序 厚板 液压机 行程不稳定，不会因超载而 损坏设备 拉深、胀形、弯曲 等 大批量 高速压力机 咼效率 冲裁 多工位自动压 力机 高效率，消除了半成品堆储 等问题 各种工序 为安

50、全起见，防止设备超载，应注意以下几点： 1. 所选冲压机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即： F压机＞F总 2. 所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应，即满足：冲模的闭合高度 在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。 3. 压力机的工作台面的必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的 余地，但过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时， 对工作台的受力条件也是不 利的。 4. 压力机的行程大小应适应，由于压力机的行程影响到模具的张幵高度，因此对 于冲模、弯曲等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装 置脱幵的不良后果。 由于制件属于小型制件，又是

51、薄板，要求是大批量生产，考虑到经济性和制件质 量，综合考虑选用幵式双柱可倾式压力机。 查《冷冲压模具设计与制造》表 7.10幵式双柱可倾式压力机技术规格 这里选用型号J23-16，它的主要技术规格如下表 9-3 表9-3 J23-16型压力机主要参数 公称压力/KN 160 滑块行程/mm 55 滑块行程次数/(次/min) 120 最大封闭咼度/mm 220 最大装模咼度/mm 180 滑块中心线至床身距离/mm 160 连杆调节长度/mm 45 床身两柱间距离/mm 220 模柄孔尺寸/mm 直径 40 工作台尺寸/mm 前后 300 深度

52、 60 左右 450 垫板尺寸/mm 厚度 40 机床外形尺寸/mm 前后 1130 孔径 210 左右 921 电动机功率/kw 1.5 咼度 1890 床身最大可倾角 / (°) 35 机床总质量/kg 1055 10模具总装图与装配工艺性 10.1模具工作原理 模具总装图如图11-1 A-A 4 1_fj 3 11 20 门 22 24 29 图11-1装配图 1-下模座 2-下顶杆 3-下螺钉 4-冲孔、翻边凸凹模固定板 5-落料凹模 6- 下顶板 7-固定挡料销 8-落料、翻边凸凹模 9-冲

53、孔凸模固定板 10-垫板 1 11-垫板2 12-上模座 13-螺钉 14-模柄 15-推杆 16-圆柱销 17-推 板18-导套19-上顶杆 20-上顶板 21-冲孔凸模 22-冲孔、翻边凸凹模 23-导柱 24-下圆柱销25-导管 26-弹簧 27-托板 28-螺母 29-定位销 图11-1为落料、冲孔、翻边复合模的总装图，由于该模具一次性完成 3 道工序，故有些零件具有多重功能： 落料、翻边凸凹模8的外圆起落料凸模的作 用，端面起压边的作用，内孔起翻边凹模的作用；冲孔、翻边凸凹模 22的内孔 起冲孔凹模，外圆为翻边凸模；此外工作零件还有落料凹模 5和冲孔凸模21 o 考虑到冲孔

54、漏料的方便，将冲孔凸模 21置于上模；考虑到卸料和出件的方 便，采用了安装在下模的弹顶装置和利用安装在压力机上的打料机构。 该结构将 冲孔废料由常见的内部弹性结构向上推出，改为从导管 25孔自由漏出，即中间 推件力为零，减轻的冲压负荷，而且也提高了模具使用寿命。 工作时，将剪好的条料放在落料凹模 5上靠紧固定挡料销7和定位销29， 压力机滑块带动上模下行时，冲孔凸模 21首先与冲孔、翻边凸凹模 22进行冲 孔，冲孔结束后，接着落料、翻边凸凹模 8与落料凹模5进行落料，上模继续下 行，落料、翻边凸凹模 8与下顶板3的端面接触，把坯料两端压紧，此时落料、 翻边凸凹模8的内孔与冲孔、翻

55、边凸凹模 22的外孔幵始翻边，这样就完成了落 料、冲孔、翻边3道工序。 当上模回升时，下出件机构在弹簧 26的作用下幵始工作，下顶杆 2带动下 顶板3上行完成出件，当制件留在落料、翻边凸凹模8上，则由上出件机构来完 成出件，这时推板17带动上顶杆19，上顶杆19带动上顶板20完成出件。冲 孔的废料从冲孔、翻边凸凹模 22下的导管孔落下，至此整个冲压工序完成。 按模具工作顺序，为了避免落料后马上就进行拉伸， 也为了避免同时落料和 冲孔，压力集中增大，因此冲孔凸模高出落料凸模 2mm，实行先冲孔，再落料， 接着压紧翻边，其实落料、冲孔、翻边复合模成了冲孔、落料、翻边复合模。 10.2装

56、配工艺性 工作零件的固定装配 1. 落料、翻边凸凹模 落料、翻边凸凹模采用圆柱销和螺钉固定，螺钉选用 M10 X60，圆柱销选用© 8 X70 2. 落料凹模 落料凹模采用圆柱销和螺钉固定，螺钉选用 M10 X55，圆柱销选用© 8 X60 3. 冲孔凸模 冲孔凸模采用固定板固定，采用 H7/m6配合 4. 冲孔、翻边凸凹模 冲孔、翻边凸凹模采用固定板固定，采用 H7/m6配合 1022其他零件的装配 1. 导柱与导套 导柱与导套采用H7/h6配合 2. 导柱与下模座 导柱与下模座采用H7/r6配合 3. 导套与上模座 导套与上模座采用 H7/r6配合 4.

57、 模柄与模座 模柄与模座采用H7/m6配合 5•固定挡料销与落料凹模 固定挡料销与落料凹模采用 H7/m6配合 6. 定位销与落料凹模 定位销与落料凹模采用 H7/m6配合 7. 圆柱销与凸模固定板、上下模座 圆柱销与凸模固定板、上下模座采用 H7/n6配合 8. 螺钉与螺钉孔 螺钉与螺钉孔单边间隙 0.5mm 9. 推杆与模柄 推杆与模柄单边间隙0.5mm 10. 下顶板与冲孔、翻边凸凹模 下顶板与冲孔、翻边凸凹模单边间隙 0.5mm 11. 上顶板与冲孔凸模 上顶板与冲孔凸模单边间隙 0.5mm 12. 上顶杆与冲孔凸模固定板和垫板 10 上顶杆与冲孔凸模

58、固定板、垫板单边间隙 0.5mm 13. 下顶杆与下模座和冲孔翻边凸凹模固定板 下顶杆与下模座和冲孔翻边凸凹模固定板单边间隙 0.5mm 参考文献 1.《模具设计与 CAD 》.高军等编 .北京：化学工业出版社 .2006.8 2.《冲压手册》 .王孝培编 .北京：机械工业出版社 .2000 3. 《模具结构与设计基础》 .许发樾等编 .北京：机械工业出版社 .2002 4. 《中国模具设计大典》 第三卷 .中国机械工程学会， 中国模具设计大典编委会编 南昌：江西科学技术出版社 .2003.1 5. 《冲模设计手册》 .冲模设计手册编写组编 .北京：机械工业出版社 .2003.5 6. 《冲模设计应用实例》 .模具实用技术丛书编委会编 .北京：机械工业出版 社.1999.5 7《. 冷冲模设计》 .上海市教育委员会编 .丁松聚主编 .北京：机械工业出版社 .2007.6 8. 《互换性与测量技术基础》 .廖念创主编 .北京：中国计量出版社 .2006.1 9. 《模具设计与制造实训教程》 .李学锋主编 .北京：化学工业出版社 .2005.1 10. 《冲压模具设计与制造技术》 .郭景仪等主编 .北京：北京出版社 .1991.4 11. 《模具制造工艺》 .柳舟通等主编 .北京：科学出版社 .2005.8