刃型挡片冲压模设计

刃型挡片冲压模设计,刃型挡片,冲压,设计 汽车开发周期从40个月缩短到4个月。 一、 1、模具在工业发展中的地位 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一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。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，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。1989年3月国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位(仅次于大型发电设备及相应的输变电设备)，确立模具工业在国民经济中的重要地位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。经国务院批准，从1997年到2000年，对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。 据统计，在家电、玩具等轻工行业，近90％的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过60％。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到2000年，产品尽件粗加工的75%、精加工的50％将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成，50％以上的金属板材、80％以上的塑料都特通过模具转化成制品。 2、模具的历史发展 模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。 19世纪，随着军火工业(枪炮的弹壳)、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列——许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从1955年到1965年，是压力加工的探索和开发时代——对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。 进入70年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机—弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列——其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制造的模具达到了几亿次p每分钟冲压次数，小型压力机通常为200至300次，最高为1200次至1500次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短(如汽车改型、玩具翻新等)的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。 从70年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。90年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了NC机床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的CNC机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的NNC系统。 随着计算机技术的发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到2000年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。如日本某公司的CDM系统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序(为数控加工中心和线切割编程)等，所用时间由手工的20%、工时减少到35小时；从80年代初日本就将三维的CAD／CAM系统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真(CAE)技术也取得了一定成果。在高层次上，CAD／CAM／CAE集成的，即数据是统一的，可以互相直接传输信息．实现网络化。目前．国外仅有少数厂家能够做到。 3、模具的发展趋势 （1）模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件另外还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。 （2）模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。举个例子如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 （3）模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其《21世纪制造企业战略》中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。AA 第一章 设计步骤与实例 1.1:设计步骤： 一个模具工程师接受任务到完成任务进入模具加工阶段，需要有以下5个步骤： 1、 分析制件工艺性： 1） 审查制件是否具备冲压工艺性。 2） 审核制件冲压经济性。 2、 制定工艺方案： 1） 确定冲压方案。 2） 确定冲压类型和结构形式。 3、 相关工艺计算: 1） 排样、确定带料宽度，计算材料利用率。 2） 计算冲压力，选择压力机。 3） 计算压力中心。 4） 确定凸、凹模间隙，计算刃口尺寸。 4、 模具结构设计： 1） 确定主要部件（如垫板、固定板、凹模、凸模）的外形尺寸。 2） 确定弹性元件。 3） 选择模柄、模架等标准件。 5、 绘制装配图和零件图。 第二章 冲裁模具设计 2.1、如图2-1所示零件，其生产要求如下： 生产批量： 10万件每年 材 料： 1Cr13不锈钢 材料厚度： 1.5mm 图2-1 刃型挡片零件图 2.2、制件工艺性分析: 制件工艺性是指该零件采用冲压加工的难度 和经济性。分析时，要根据制件零件图或者实物，分析其几何形状、尺寸、料厚、结构工艺性、精度及表面粗糙度要求、制件材料、生产数量是否符合冲压要求。如果冲压工艺性不良，则需要提出修改意见，并与产品设计人员进行协商，经设计人员同意后才可以进行修改，并进行工艺方案的制订。 2.2.1 制件结构要求： 制件结构上要注意以下几点： 1、 冲裁件的形状。 冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。 2、 冲裁件内形及外形的拐角。冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工时减少由于热处理产生的开裂，减少冲裁时尖角外的崩刃和过快磨损；一般R0.25t(t为料厚)。 3、 冲裁件上凸出的悬臂和凹槽要避免过长，其最小宽度b>2t，板料厚度<1mm时取值1mm;最长尺寸L5t. 4、 冲裁件的孔边距与孔间距、孔与制件边缘的距离都不能太小，一般a>2t,并不要小于3~4mm;c1.5t. 5、 为了防止冲裁时凸模折断或者压弯，冲孔的尺寸不要过小。 2.2.2 制件精度和表面粗糙度要求 普通冲裁件的尺寸精度等级一般在IT10以下，较高精度可以达到IT8.而冲孔比落料件要高出一级。 普通冲裁件的表面粗糙度数值Ra一般低于6.3，一般冲裁件剪断表面粗糙度数值如表2-1所示。 表2-1 普通冲裁件的表面粗糙度数值 制件厚件t/mm 1 1~2 2~3 3~4 4~5 表面粗糙度Ra/ 3.2 6.3 12.5 25 50 2.2.3 刃型挡片的工艺分析 1、零件的尺寸精度分析 零件外形尺寸均未标注公差，按照企业要求，制件公差为0.1mm,用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。 2、零件结构工艺性分析 零件形状非对称，但无悬臂、凹槽等结构，外形简单，无尖角结构，t=1.5mm,圆弧半径R1.5mm,满足R0.25t的要求，属于落料工序，可以冲裁成形。 3、制件材料分析 制件材料1Cr13不锈钢，抗剪强度r-314~372Mpa,抗拉强度=392~461Mpa,伸长率=20%。适于冲压成形。 综合以上分析，得到最终结论，该制件可以用冲压生产的方式进行生产。 2.3 制定工艺方案 2.3.1 制定冲压方案 确定制件工艺性后，需要根据其特性提出冲压工艺方案。这个步骤是制定该制件冲压工艺过程的核心内容。在此项工作中，要针对该制件的工序性、工序数、工序顺序及组合方式等进行分析，制定出几种不同的冲压工艺方案，最终确定该套模具的类型，模具的类型根据工序组合区分，包括单工序模、复合模和级进模三大类。 确定工艺方案的原则主要有以下三点： 1、 要保证冲裁件质量 在模具类型中，复合模冲出的制件精度高于连续模，而连续模又高于单工序模。所以精度要求较高的制件，可以采用复合模进行加工。 2、 要遵循经济性原则 在设计模具时，还要考虑成本。应在保证制件质量的前提下，尽量选用简易模具，从而提高经济效益。 3、 要保证安全生产 例如一些多工序小型制件，如果用用单工序模进行生产，在加工过程中容易造成操作失误，很不安全，所以应采用级进模进行冲压。 在制定时，首先需要确定制件的基本工序性质（如落料、冲孔、弯曲等）、工序数（单工序或多工序），进而确定工序的顺序，即提出可行性方案。 总之，确定出最终最佳方案是要综合考虑制件的精度、表面质量、生产数量、企业的实际条件等方面。 2.3.2 确定刃型挡片工艺方案 通过制件零件图可以知道，要加工该制件，只需要外形落料一个工序，所以本项目只设计一个单工序落料模。 2.4 确定冲压模具结构形式 在确定工艺方案后，需要根据所选模具类型（单工序模、复合模、级进模等）确定模具的各个部分的具体结构，包括进料方式、材料定位、定距方式、模架及卸料、压料、出件方式等；同时还应考虑模具维修、保养和吊装的方便，同时要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全等。 2.4.1、定位零件 1、定位概念 定位是指保证条料、工序或坯料的正确送进及在模具中的正确位置。条料或工序伯在模具中的正确位置包括两方面内容。 1） 条料的横向定位，即导料，也称为送进导向；作用是保证条料正确的方向送进，和条料的横向搭边值；常见的零件有导料销、导料板和侧压装置等。 2） 在送料方向（纵向）上的限位，称为送料定距，也称为挡料；作用是控制条料一次送进的距离（步距），即保证纵向搭边值。常见的零件有挡料销、侧刃、定位销等。 2、送进导向零件 1）导料销 一般为两个，并位于条料的同侧，从右向左送料时，导料销装在后侧；从前向后送料时，导料销装在左侧，导料销有固定式和活动式两种，固定式一般设置于凹模模板面上，活动式常设置于弹压卸料板上。 2）导料板 导料板设置于条料两侧，有两种类型：一种是与卸料板制成一体；另一种是与卸料板分开制造。导料板间距应比条料宽度大一个间隙值。 常用的定位零件都有标准件，选择时应首选标准件。在应用时除了要注意孔与凹模孔口的距离外，还要注意其伸出工作平面的高度尺寸，该尺寸与制件材料的厚度有关，挡料销的高度h和导料板的高度尺寸H数值。 导料板宽度B的计算公式为： B=B+C 式中 B——条料宽度，mm C——条料与导料板之间的间隙 3） 侧压装置 为避免条料在导料板中偏摆，保证最小搭边值，可以在导料板一侧装侧压装置，使条料在送进过程中始终靠紧另一侧导料板。 如果送料材料过薄（0.3mm以下），则不适于用侧压装置;而且使用侧压装置后送进阻力增大，所以如果采用辊轴送进的自动送料装置不适合与侧压装置配合使用。 3、送料定距零件 1）挡料销 挡料销有固定挡料销和活动挡料销两种。 固定挡料销有两种类型：A型固定挡料销和钩形挡料销。A型固定挡料销常用于中、小型制件的模具中，缺点是销孔与凹模型孔距离过近，削弱了凹模强度；钩形挡料销，这种铛料销的销孔轴线与凹模型孔距离较远，且配合定向销防止其钩头在使用过程中发生转动，缺点是制造困难，安装麻烦。 活动挡料销也有两种：弹簧弹顶式和扭簧式，定位螺钉之间的距离为25~35mm,挡料销伸出台面2~4mm. 2)定位板与定位销 定位销与定位板是单个毛坯或工序件的定位零件。其定位方式有两种：外缘定位和内孔定位。 4、 刃型挡片定位方式 常见的进料方式有手工送料和自动送料两大类。其中手工送料定位简单，有时甚至不用或少用定位零件，依靠工人自己控制，这种方法常用于小型单工序模、复合模的工作中；自动送料常用于级进模加工中，这种送料需要较好的定位、定距和卸料方式，对模具结构要求较高。 由于该模具是单工序落料，所以生产时采用导料销配合挡料销定位。 2.4.2、卸料、压料、出件方式 模具的卸料方式有刚性卸料和弹性卸料两大类，也称为固定卸料装置和弹压卸料装置，其中固定卸料装置一般是将卸料板和导料板做成一体，主要功能是从凸模上卸下条料，常用于板料较厚、较硬、精度要求不高、冲裁力较大的落料模;弹性卸料装置是通过卸料板与弹性元件（弹簧或橡皮）的互相配合作用来进行卸料的，功能是从凸模上卸下条料，这种装置在冲压时既可以卸料又可压料，特别适于在薄料或制件要求平整的复合模上使用。 在本套设计中，我们采用弹压卸料方式。 2.4.3、刃型挡片模具结构形式的确定 在实际生产中，条料的送进采用手工送料，不用导料板或定位销钉等结构，这样，不仅结构紧凑很多，而且也减少了加工难度。另外，为了提高工作效率和安全性，实际生产时也经常采用外置托料板的形式，装托料板与下模座配合使用，既起到导料作用，又起到托料作用，不用时拆卸下来，使模具结构简单，尺寸减少，工作方便简单。 2.5、相关工艺计算 2.5.1、排样与材料利用率 1、排样的概念与方法 冲裁件在板料、带料或条料上布置排列的方法称为排样。排样设计的内容包括：选择排样方法、确定搭边数值、计算条料宽度、计算送料步距、计算材料利用率、绘制排样图。 好的排样，可以减少废品率，保证制件的质量，使模具结构简单，使用寿命延长。 排样时，制件与制件间，制件与条（板）料边缘之间的余料称为搭边。搭边过大，浪费材料；搭边太小，可能会被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。一般来说，材料越厚，越软以及冲裁件尺寸越大，形状越复杂，则搭边值也应越大。搭边值通常是由经验值确定。 根据冲裁件在条料上的布置方法，排样有直排、斜排、对排、混合排等多种形式。在冲压生产中，减少废料的产生是节约成本的有效措施之一。采用何种方式需要分析哪种排样方式的材料利用率比较高。 2、排样图的画法 一张完整的排样图应标注条料宽度尺寸B、条料长度L、板料厚度t、端距l、步距S、工件间搭边和侧搭边a;并以剖面线表示冲压位置。 其中条料长度L的给定可以计算出加工该制件需要的条料数目或钢板数目，便于采购原材料。需要注意的是计算出的数值只是理论数值，在采购时考虑冲压时出现的废品量。 排样图不仅要表示清楚冲裁件轮廓形状和冲压顺序，还要表示出凸模刃口的截面形状、凹模的型孔形状、数量和位置。而且沿送料方向应画出数个制件的外形形状，表示落料后留在条料上的废料孔的形状。 如果是对排等多排排样图，或者双、多凸模结构，在条料上的工件轮廓至少画出三个，用带阴影的线表示出凹模型孔的位置与形状，粗实线表示已经冲完的孔，用双点划画表示预冲工件。这样才能清楚地表达出制件的冲裁过程，并使凹模上型孔间的尺寸关系非常清楚，计算方便。 3、如何计算材料利用率 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。材料利用率是衡量合理利用材料的经济性指标。要确定材料利用率，首先要确定关料步距S。 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，简称跳距。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。一个步距就等于零件直径与两个两件间搭边值的和。 材料利用率的具体公式为： 如果是板料冲裁，也可以用如下公式： 式中 A—— 一个工件的实际面积； n—— 一张板料上能加工工件的总数量； L—— 板料长度； B—— 板料宽度； 排样时搭边值的选取直接影响到材料利用率的大小，但是提高材料利用率不能以提高模具制造难度为代价。 4、刃型挡片排样与材料利用率 刃型挡片外形类似于矩形，一般可以采用直排或者多排，但是由于该制件尺寸较大，所以采用单排直排的排样方案（如图2-2所示）比较合适。 图2-2 排样方案 由表2-8查得工件间搭边最小值a=1.8mm,沿边搭边最小值a=1.5mm,则送料步距S=7.6+1.5=9.1mm; 条料宽度B=40.3+21.8=43.9mm 已知制件面积A=264.34mm.一个步距的材料利用率为： ==66.2% 2.5.2、计算冲压力、选择压力机 1、计算冲裁力 平刃冲裁的冲压力计算公式： F=KLt 或 F=Lt 式中 F—— 冲裁力 L—— 冲裁周长，mm t —— 制件厚度，mm —— 材料抗剪强度，Mpa —— 抗拉强度； K—— 安全系数，一般取值1.3. 2、计算相关卸料力、推件力和顶件力 冲裁完毕，从凸模或凸凹模上将制件或废料卸下所需要的力称为卸料力F（F）；从凹模内顺冲裁方向将制件或废料推出所需要的力称为推料力F（F）；从凹模内逆冲裁方向将制件从凹模孔内顶出的力称为顶料力F（F）。 计算公式分别为： 卸料力 F=KF 推件力 F=nK F 顶件力 F= K F 式中 K，K，K——系数，具体数据可根据制件材料、厚度取值（见表2-9）； n——卡在凹模直壁洞口内的制件（或废料）件数； h——刃口高度，mm. 表2-9 卸料力、推件力和顶件力系数（制件为钢件） 料厚t/mm K K K 0.1 0.065~0.075 0.1 0.14 >0.1~0.5 0.045~0.055 0.063 0.08 >0.5~2.5 0.04~0.05 0.055 0.06 >2.5~5 0.03~0.04 0.045 0.05 3、 计算总冲压力 总冲压力基本公式： F= F+ F+ F+ F 模具有三种卸料方式，在计算总冲压力时，需要根据模具结构来选择F、F、F，有些结构没有F，则不需要计算该数值。 采用刚性卸料装置，公式为：F= F+ F 采用弹性卸料装置，公式为：F= F+ F+ F 采用弹性卸料及顶料装置，公式为：F= F+ F+ F 4、 刃型挡片冲压力的计算 刃型挡片冲压力的计算见表2-10 表2-10 冲压力的计算 已知制件外圆（落料）周长L=87.45mm; =700Mpa;t=1.5mm 类 别 计算过程 结论 冲 裁 力 F=Lt=87.451.57009.2tf 9.2tf 模具采用弹性卸料，K=0.04~0.05，K=0.055 卸 料 力 F=KF=0.059.2tf=0.46ft 0.5tf 推 料 力 F=nK F=0.0559.2tf=0.506tf 0.51tf 由于该垫片模具采用弹性卸料装置，所以总冲压力的计算公式为： F= F+ F+ F=9.2+0.51+0.5=10.3(tf) 5、 压力机的选择 压力机的选择是模具设计的一个主要内容。包括选择压力机的类型和确定压力机规格两项内容。 1） 压力机类型及规格 ①、 选择类型 对于中小型冲裁件、弯曲、拉深件，主要选用开式压力机；大中型制件的冲裁多采用闭式压力机。 ②、 选择规格 冲压力是选择压力机的主要依据；在选择压力机时，要确保压力机的公称压力大于总冲压力。 压力机的冲压力可以从压力机参数里查出，在压力机上使用的模具在完成冲裁过程中各种力之和最好在压力机额定压力的70%~80%以内，还要保证操作方便、安全。 压力机的滑块行程要满足制件在高度上的要求，并能保证冲压结束后能顺利取出制件，尤其是拉深件，更要求滑块行程是制件高度的两倍以上。 另外，还要求模具的闭合高度和压力机的闭合高度要相适应，压力机工作台尺寸要大于模具下模座平面尺寸50~70mm，垫板孔和工作台孔都要大于制件或者废料尺寸等。 2）、压力机参数 ①、公称压力F 标称压力，或称额定压力，即滑块所允许承受的最大作用力；滑块必须在到达下止点前某一特定距离之内才允许承受标称压力；（这一特定距离称为标称压力行程，或额定压力行程） 例如：JC23-63压力机的标称压力为630kN,标称压力行程8mm,表示该压力机的滑块在离下止点前8mm之内，允许承受的最大压力为630kN 。 ③、 滑块行程S 指滑块每分钟往复运动的次数；该参数与生产效率有关。 ④、 封闭高度H 滑块在下止点时，滑块下表面到工作台上表面（拆去垫板）的高度。当滑块调整到最上位置时，闭合高度最大，即为最大装模高度（H）；滑块在最下止点时，闭合高度最小，称为最小装模高度（H）。闭合高度的范围，是闭合高度调节量。 ⑤、 装模高度H 指滑块在下止点时，滑块下表面到工作台垫板上表面的距离。装模高度与封闭高度差一个垫板高度。 ⑥、 其他主要参数 包括工作台尺寸、滑块底面尺寸、模柄孔尺寸等。 3）、与模具尺寸要适应 冲裁模总体结构尺寸必须与所选压力机相适应。如模座的平面尺寸要与工作台上垫板尺寸匹配；模具闭合高度H应与压力机的最大装模高度和最大封闭高度H适应。 冲模的封闭高度H与压力机封闭高度H和H的关系是： （H— H）— 5mm ( H— H) + 10mm H为垫板厚度，一般情况下，不能拆掉垫板使用压力机。 4）、压力机参数的作用 压力机确定后，需要查取相关参数，如压力机的类型、规格、闭合高度、工作台尺寸、模柄孔尺寸、滑块行程等。这些参数会影响模具的结构尺寸，如模具的闭合高度、模架尺寸等的确定。 压力机相关参数及与后续部分工艺计算的联系如表2-11所示 表2-11 压力机相关参数 压力机相关参数 关联工艺数据 关系 公称压力F 总冲压力F 压力机的公称压力大于总冲压力：F>F 最大封闭高度（装模高度）H、 H 模具闭合高度H 模具闭合高度在压力机的最大、最小装模高度之间H—5mm H H+10mm 滑块行程 模具高度 滑块行程必须满足冲压制件的成形要求；如拉深工艺时，其行程必须大于拉深件高度的2~2.5倍 工作台垫板尺寸 模具长、宽尺寸；下模座孔尺寸 压力机的工作台面应大于模具尺寸，并有安装位置，一般每边大50~70mm 压力机工作台面的孔应能保证冲压件或废料落下 模柄孔尺寸 （直径深度） 模柄尺寸 模柄直径尺寸要等于模柄孔尺寸 模柄高度要小于模柄孔深度尺寸 漏料孔尺寸 凹模型孔尺寸、下模座相应尺寸 工作台漏料孔尺寸要大于凹模型孔尺寸、下模座相应尺寸，以免塞料，导致爆模 行程次数 生产效率 6、 刃型挡片模具选用压力机 根据总的冲压力（10.3tf），结合工厂实际生产条件，确定采用J23-16型压力机。其主要参数如下： 公称压力：160KN（20tf） 最大封闭高度：220mm 最大封闭高度调节量：45mm 工作台尺寸：450mm300mm 模柄尺寸：Φ4060mm 2.5.3、压力中心 1、压力中心概念 冲裁力合力的作用点即冲模的压力中心。该中心应尽量与模柄轴线及压力机滑块中心线重合，否则冲模在工作时就会产生偏弯矩，使模具发生歪斜，继而加速冲模导向机构的不均匀磨损，冲裁间隙不均匀，刃口迅速变印钝，会直接导致制件的质量和模具的使用寿命下降。所以为了保证模具在冲压时保持平稳，保证其正常工作，设计时确定模具的压力中心是至关重要的。 如果制件本身是对称的，则压力中心即是制件的中心；如果制件是非对称件，或级进模上多个工位的压力中心，则需要进行计算。计算原则就是力平衡原理，即各分力对某坐标轴之力矩之和等于其力对该坐标轴的力矩。 冲裁模压力中心的确定，除上太空的解析法外，还可以用作图法和悬挂法。在实际生产中，很多时候会将刃口形状简化或圆整成某些规则形状，找到一个近似的中心（该中心与压力中心的距离不能超过模具外形尺寸的1/6），以减少相应在计算过程。但是对于比较复杂的级进模，还是要进行压力中心计算，以防偏心导致模具损坏和制件质量问题。 2、刃型挡片压力中心 如图2-1所示，该制件是不对称形状，所以需要校核一下该制件的压力中心，计算过程如图2-3所示。 首先选取一个坐标系，选取图2-3中点O位置为坐标原点，然后确定各线段中点到该原点的坐标值；再根据如下公式进行计算。计算过程如下： 图2-3 刃型挡片压力中心 由于零件的外形尺寸较小，并且形状简单，且计算出来的压力中心误差不超过模具周界尺寸的六分之一，所以我们取最大外形的中心为压力中心（图2-3中O点位置） 2.5.4、计算刃口尺寸 1、间隙值的确定 在模具工艺计算中，刃口尺寸的确定直接影响到制件的成形尺寸是否合格。要计算刃口尺寸，必须先确定冲裁间隙值的大小。冲裁间隙（图2-4）上冲裁模中凹模刃口横向尺寸D与凸模刃口横向尺寸d的差值Z。 图2-4 冲裁间隙 该数值是影响冲裁工序的最重要的工艺参数。间隙值的大小，直接影响到冲裁力大小、模具寿命、冲裁件质量；冲裁间隙值大致可分为：小间隙、较小间隙、中等间隙、较大间隙、大间隙五种；选取间隙值的总原则是在满足冲裁件的尺寸精度要求下，一般取偏大间隙值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。 在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给冲裁间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命，这个间隙范围就称为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙（Z），最大值称为最大合理间隙（Z）。 合理间隙值的确定一般可以采用查表确定法，该数值在一般冲裁资料中都可以查到，但是要注意间隙值的大小不仅与制件的材料性质和厚度有关，还和制件的断面质量有关。当工件的断面质量没有严格要求时，为了提高模具寿命和减少冲裁力，可以选择较大间隙值；当工件断面及制造公差要求较高时，应选择较小间隙值。此外，还要考虑刃口的磨损，由于在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙Z。 另外，还有经验值确定法，在实际生产中，通常在2%~20%t的范围内来选取单面间隙Z/2. 2、凸、凹模刃口尺寸计算 1）、凸、凹模的加工方法 要计算凸、凹模的刃口尺寸，首先要知道凸、凹模的加工方法。由于是工作零件，其尺寸直接影响制件的尺寸精度，而且模具一般为单件生产，所以传统加工都是以配加工为主。即先按照制件图样的设计尺寸加工一个凸模或者凹模作为基准件，然后根据基准件的实际尺寸按照间隙值由钳工配作另一个工作零件。此各加工方法的特点是工作零件的间隙值靠配作保证，要求钳工技术水平高。 随着现代数控加工工业的兴起，传统的加工方式逐渐被淘汰，取而代之的是分开加工法。即凸模、凹模分加按照图纸尺寸和公差进行加工。这种方法加工出来的零件具有互换性，对那些要求有工作零件备件的模具尤其适用。 现在，在很多加工企业，尤其是模具加工企业，都大力发展特种加工，很多不规则外形的凸模、凹模都用特种加工法直接进行成形加工，不仅有互换性，而且速度快，精度高，是不可替代的加工手段。 2）、分弄加工法计算原则 计算刃口尺寸需要遵循以下原则： ①、 落料件光亮带处于大端尺寸，其光亮带是因凹模刃口挤材料产生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸；所以落料外形尺寸主要决定与凹模孔口尺寸，即落料模需要先计算凹模尺寸。 ②、 冲孔件光亮带处于小端尺寸，其光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，且冲孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸；所以冲孔孔径尺寸主要决定于凸模尺寸，即冲孔模需要先计算凸模尺寸。 ③、 凸、凹模刃制件应有合理间隙值。不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Z）。 ④、 凸、凹模刃口计算公式由于落料与冲孔的基准尺寸不同而不同。落料时，首先确定凹模刃口尺寸，凸模刃口的基本尺寸等于凹模刃口的基本尺寸减去最小间隙值得到；冲孔时，首先确定凸模刃口尺寸，凹模基本刃口尺寸等于凸模刃口的基本尺寸加上最小间隙值得到。具体公式见表2-16所示。 ⑤、 凸、凹模的制造公差应与制件尺寸精度相适应，偏差值按照入体原则标注。 综上所述，计算刃口尺寸的基本步骤如表2-16所示。 表2-16 分开加工法刃口尺寸计算基本步骤 序号 步骤 公差 依据 1 确定间隙值Z/mm (双边值) Z=D- d D——凹模尺寸（D） d——凸模尺寸（d） 查表确定或经验值确定 2 确定凸、凹模基准刃口尺寸/mm 落料时，首先确定凹模刃口尺寸D D=（D- ）(+) 冲孔时，首先确定凸模刃口尺寸d d=（d+ ）（0/-） —磨损系数；—制件公差 区分落料和冲孔工序： 落料尺寸=凹模尺寸 冲孔尺寸=凸模尺寸 3 计算凸、凹模刃口尺寸/mm 落料时，凸模刃口的基本尺寸d= D- Z 冲孔时，凹模基本刃口尺寸D= d+ Z 4 刃口偏差/mm 凹模刃口偏差(+) 凸模刃口偏差（0/-） 入体原则 5 刃口精度/mm 凹模刃口公差+凸模刃口公差 Z- Z 与制件尺寸精度相适应 计算设计基准刃口尺寸时，需要查表确定参数（磨损系数），该值在0.5~1之间。 3）、配加工计算 如果是传统的配加工，则是在作为基准的凸模或凹模图纸上标注尺寸和公差，在另一个工作零件图纸上不标注公差，只标注尺寸，在技术要求中要注明“按基准配作，保证间隙值在Z~ Z之间即可。 计算刃口尺寸可以按照以下步骤： ①、 落料件以凹模作基准，冲孔件以凸模为基准。 ②、 判断基准件刃口磨损后尺寸变化的情况：A类尺寸，磨损后尺寸变大；B类尺寸，磨损后尺寸减少；C类尺寸，磨损后尺寸不变。 ③、 A类尺寸： D=（D- ）(+) d= D- Z ④、 B类尺寸： d=（d+ ）（0/-） D= d+ Z ⑤、 C类尺寸： D= d=（C+/2）/ 式中 C——该类尺寸的最小值。 4）、特种加工 采用电加工方式加工工作零件时，要先绘制一个基准图作为电加工的基准。落料时凹模尺寸按照基准图加工，凸模尺寸等于凹模尺寸减去一个间隙值；冲孔时凸模尺寸按照基准图加工，凹模尺寸等于凸模尺寸加上一个间隙值。 冲孔时： d=（d+ ）（0/-） D= d+ Z 落料时： D=（D- ）(+) d= D- Z 中心距： L= l=（L）/8 3、 刃型挡片模具工作零件实际刃口尺寸的计算 图2-1所示制件尺寸未标注公差，为了降低工作难度，所以在实际生产中按照IT14等级确定各尺寸公差；零件为不规则形状，属于落料件，所以凹模尺寸按零件图尺寸加工，各尺寸减去一个间隙值即为凸模尺寸。本例中间隙按表2-15选取0.120。 2.5.6、模具结构设计 1、确定凹模尺寸 在模具结构设计时，需要首先确定凹模结构尺寸。凹模设计时的主要内容包括： ①、 确定凹模材料； ②、 确定凹模型孔侧壁形状； ③、 确定外形形状与装配结构； ④、 确定凹模周界尺寸； ⑤、 确定凹模板上型孔、螺钉孔、销钉孔的位置及尺寸等； ⑥、 确定凹模板的厚度尺寸。 2、 凹模型孔侧壁形状的确定 ①、凹模刃孔口结构 凹模刃口结构有直壁式、斜壁式两类。从刃口强度方面，直壁式刃口比斜壁式高；从加工角度，斜壁式刃口更容易加工。一般情况下，全直壁式型孔和斜壁式只适用于逆出式模具，顺出式模具常用阶梯形直壁型孔；漏料口可以采用钻孔或铣削制成。但是无论采取哪种结构，都要注意凹模刃口高度h的取值。 ②、废料堆积 在选择刃口形式时，还要考虑防止废料堆积的问题。以下是常见的容易产生废料堆积的因素： ⑴、 凹模刃口有效高度（直线部位）过长； ⑵、 骨表面让位形状不适合； ⑶、 凹模内部的表面较粗糙； ⑷、 凹模、模具垫板、模座的孔中心偏移造成台阶； ⑸、 冲裁废料相互连接，呈棍状下落时，堆积住让位孔； ⑹、 废料带磁性； ⑺、 薄板或小孔冲裁，因冲裁废料重量轻，即使一个小障碍也会导致废料堆积。 例如，凹模刃口有效高度h过大，在冲裁过程中积存在凹模型孔内的落料件或冲孔废料的片数将增加，结果一方面是凸模受到的反顶力增大，会使凸模，尤其是细长凸模在冲压时容易损坏。另一方面孔口内堆积材料过多，会直接导致凹模刃口崩裂，导致模具报废等严重后果。所以在设计时要综合考虑刃口形状。 又如在冲裁0.5mm以下的薄板时，台阶式直壁凹模孔口容易塞料，材料从孔口被推出后，材料会在凹模内翻转，所以，凹模底部扩孔尺寸不宜过大（一般比型孔尺寸大0.5~1mm），否则容易因为材料的翻转导致堵塞孔口，导致废料堆积；而斜壁式则可防止废料转落，减少由于废料堆积带来的故障，但是孔口是倾斜的，刃口强度不如直壁式高。 ③、废料回跳 冲裁时，废料回跳会引起制件质量缺陷、模具损伤等，特别是薄板小径冲裁，凹模之间的约束力较少的切边容易引起废料回跳。废料产生回跳的主要原因有真空产生的吸附、吸附到凸模刃口处、油液产生的吸附、凸模的磁力和凹模压缩空气引起的负压等。一般的冲裁间隙中，排出废料的尺寸小于凹模孔径尺寸，也容易发生回跳。 解决废料回跳的方法有以下几种： ⑴、 选用特种凸模 斜刃口凸模、顶料凸模、带气孔凸模等。 ⑵、 凹模结构改变 以真空产生吸引，增加刃口内面的粗糙度，切刃采用微小侧角等。 ⑶、 其他措施 改变轮廓形状，减小冲裁间隙，加大凸模进入凹模的深度。 ⑷、 专用防废料回跳型凹模 一些提供模具标准件的厂家，有一种防废料回跳型凹模。在这种凹模内表面加工了两条以上的斜槽，这样在冲裁时，冲裁废料被压入凹模型孔，废料对应于凹模斜槽的小突起部位，再经过凸模往下压，突起部位会被凹模侧面压缩，因而达到防止废料回跳的作用。但是由于是通过在废料上形成小突起部位而防止回跳的，所以这种结构不适合精密孔冲裁、下料等情况。 3、 凹模外形与装配结构 确定凹模尺寸前，要先考虑凹模的外形及装配结构。 凹模的外形有圆形和矩形，装配结构有整体式和镶拼式，刃口也有平刃和斜刃。实际生产中，在凹模上开设所需要的凹模型孔，用螺钉、销钉将凹模板直接固定在下模座上。 由于该制件外形近似于矩形，且尺寸不大，所以该套模具凹模外形为矩形，并采用整体式凹模结构。 4、 凹模外形的确定 1）、确定原则 凹模外形尺寸指的是凹模板的整体尺寸。凹模的外形有矩形和圆形两种，需要根据模具结构确定。下面以矩形凹模为例说明如何确定凹模板的尺寸。 凹模板的尺寸包括长（L）宽（B）高（H），从凹模刃口（bl）至凹模板外边缘的最短距离称为凹模壁厚C。 凹模壁厚C值的选取直接影响凹模板登外形尺寸，即长度L与宽度B的值。其最小值可以参考 凹模外形尺寸并不能简单地从凹模型孔向四周扩大一个壁厚C来决定，因为凹模板上还会有定位零件，如导料板等结构、还要考虑凹模板的安装尺寸等。在确定凹模外形尺寸时，还需要注意如下身体上内容： ①、 相关螺纹孔、销钉孔与刃口边的最小距离； ②、 螺纹孔与销钉孔与刃口之间的最小距离； ③、 弹性元件的外形尺寸； ④、 进料方式； ⑤、 定位、定距方式。 在实际生产计算中，螺孔中心到刃口边缘或者销钉孔边缘的距离，一般可以按照1.5~2d取最小值。 冲模中的定位销常选用圆柱销，选用直径与螺钉直径相等或小一个规格，一组定位采用两个销钉，在模具内部的长度一般是其直径的2~2.5倍。 固定常采用内六角螺钉，这类螺钉坚固可靠，螺钉头不外露，整个模具外形齐整。拧入铸铁件的螺钉深度一般是螺钉的2~2.5倍；拧入一般钢件的深度是螺钉直径的1.5~2倍。螺钉直径的选用与模板厚度有关，如表2-23给出了凹模固定用螺钉直径与凹模厚度的关系。 表2-23 固定螺钉直径与凹模厚度的关系 凹模厚度/mm 13 >13~19 >19~25 >25~35 >35 螺钉规格 M4、M5 M5、M6 M6、M8 M8、M10 M10、M12 2）、刃型挡片模具的凹模周界尺寸 确定凹模周界时，首先将凹模刃口1：1绘制出来，然后以此为界画一个外框，由于本例中选择M6螺钉和Φ6的销钉，所以以该线框为界向外扩展2倍直径，即是螺钉、销钉中心线位置；再由此位置往外扩展2倍直径尺寸，即是凹模周界尺寸。则推出凹模周界尺寸为54.687.3。 5、刃型挡片模具凹模结构 该套模具凹模材料为Cr12，硬度61~64HRC；并要求非刃口锐角倒钝。查国家标准凹模结构图如下： 图2-5 凹模结构图 6、确定固定板、垫板等尺寸 固定板、垫板等尺寸与确定凹模外形尺寸方法类似，一般以凹模板尺寸为基准，确定后需与国家标准进行校核，尽量选取标准值。 图2-6 凹模固定板 图2-7 下垫板 图2-8 卸料板 7、 确定弹性元件 在选用弹性元件时，需要考虑不同弹性元件的特点，冲模中常见的弹性元件及应用。 在本设计中，采用橡胶作为弹性元件。 1）、橡胶垫 橡胶垫允许承受的载荷较弹簧在，安装调灵活，占用的空间小，成本低，是冲裁模中的常用弹性元件，常在中、小型冷冲模弹性卸料、顶件及压边时使用，尤其是冲裁模工作行程小的情况下，更是首选弹性元件。 橡胶垫的选用包括品种、高度和截面尺寸等。 ①、 品种 橡胶垫有普通和耐油两种，普通类橡胶垫比耐油类橡胶容易老化，但是不论哪种，存放过久都会老化，导致弹性下降，甚至失效。 ②、 相关计算 橡胶垫的计算常用公式如表2-31所列。 表2-31 橡胶垫选用公式 序号 项目 公式 说明 1 预压力F F F 为保证橡胶垫正常工作，需要使橡胶垫在预压缩状态下的预压力F F 2 橡胶垫的自由高度H H= t+1是冲裁模的工作行程，t为板料的厚度；修磨量一般为4~6mm 3 橡胶垫预压缩量 =（0.10~0.15）H 橡胶垫预压缩量不超过橡胶垫自由高度H的15% 4 橡胶垫允许最大压缩量 =（0.35~0.45）H 为了保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不应超过橡胶垫自由高度H的45% ③、 计算步骤 橡胶垫的选用，主要是确定其自由高度、预压缩量及截面积大小，计算步骤如表2-32所列。 注：p为橡胶垫所产生的单位面积压力，与压缩量有关，设计时取预压量下的单位压力，约为0.26~0.50Mpa。 橡胶垫形状有圆形、环形、方形等，其尺寸可以参照表2-33中所列公式计算。 注：F为所需工作压力（N）；p为橡胶压缩10%~35%时产单位面积压力（Mpa） 2）、聚氨酯弹性体 聚氨酯弹性体是常用的一种橡胶垫，其特点是有较宽的硬度范围，具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。其压缩量一般在10%~35%之间。计算方法与公式与橡胶垫相同。 另外，在计算中还需要注意的是，无论是什么形状的橡胶，只要有负载，就会膨胀成桶形，所以在计算和设计时要考虑其横向膨胀后所占空间的问题。 3）、刃型挡片弹性元件的选择 通过计算，得卸料力4600N。初步选择4个橡胶，那么，每个元件承担的力为4600N/4=1150N。 计算时，有如下已知条件： ①、 允许的最大压缩量（）不超过自由高度（）的45%，一般取 =（0.35~0.45）； ②、 橡胶的预压缩量（）一般取自由高度的10%~15%， 则=（0.1~0.15）； ③、 橡胶的最大压缩量=预压量（）+工作行程（t+1）+凸模修磨量（4~6mm）。 综合以上条件，则可以通过已知条件工作行程和修磨量计算出所需橡胶的高度，计算公式如下： =（0.1~0.15）+（t+1）+(4~6)=(0.35~0.4) 取凸模修磨量为4mm,则0.3=（t+1）+4 得=22mm 对于橡胶的横截面积可以通过公式：A=F/P计算，其中P取0.5，得到： A=1150N/0.5=2300N 推出：r=27mm 实际中设计人员一般是通过经验和实际条件来选用橡胶。直径计算往往比实际需要值大很多，所以只是理论论据。因此最终选用橡胶直径为25mm.而实际橡胶的高度必须大于计算高度，结合模具设计的装配图，确定实际采用=25mm。 选择完毕后可以进行理论校核，这两个数值满足校核公式0.5台阶尺寸（1.5~2.5mm）。与固定板按H7/m6或H7/n6配合。常用于普通圆形凸模，能保证可靠的固定。 2）、凸模的长度计算 凸模的长度根据模具的具体结构来确定，一般要求在满足冲压条件下，凸模尺寸越短越好。 计算时有首先考虑凸模工作部分的长度l(不引起屈服时的最大长度，单位mm),再考虑凸模总长度的尺寸L。 式中 a——模具无导向a=1; 有导向时a=2; E——凸模材料的纵弹性模量，模具钢为2.210Mpa； J——凸模最小断面的惯性矩；圆形凸模J=（）/64； 矩形凸模J=（bh）/12。 此外，还要考虑凸模全长与凸模固定板、卸料板和导料板的关系。凸模的计算公式为： L= 式中 ——凸模固定板厚度（一般为总长度L的三分之一，且1.5d）; ——卸料板和导料板的总厚度（若是弹压卸料则只有卸料板厚度，但是需要考虑弹性元件高度）； ——安全距离（凸模固定板和固定卸料板之间）一般可以取值10~20mm；或弹性元件的装配高度； 05~1——凸模进入凹模型孔的深度尺寸。 一般凸模不需要进行强度校核，但是在小孔冲裁等情况下需要校核其强度。另外，小孔冲裁，要给凸模加强保护，避免凸模折断。 L==46mm 3)、刃型挡片模具凸模结构 该套模具中凸模材料为Cr12，硬度61~64HRC；并要求非刃口锐角倒钝。在凸模固定端设计一个凸台，作为装配结构。 9、 导向零件（模架组合） 随着对制件精度要求的提高，现代模具的精度也向着高精度发展。在对生产批量大、零件公差要求高，寿命要求高的模具，都要采用导向零件。在实际应用中，导向零件一般指的是模架组合。 模架主要有两大类：一类是导柱导套类模架，包括中间导柱模架、对角导柱模架、后侧导柱模架和四角导柱模架；另一类是导板模模架，包括对角导柱弹压模架和中间导柱弹压模架两种。模架的组成已经标准化，在设计模具时可以选择标准模架，也可以自行设计模架尺寸。 1）、导柱导套导向 导柱导套与模座的装配要按照国标规定。高度H为模具闭合高度，导套在上模座中装配时，要保留至少3mm的空隙；模具闭合时，导柱距离导套上端面也要有10~15mm的安全距离；导柱在下模座的安装也不能与底面平齐，要有2~3mm的间隙。同时上模座开横槽，便于排气。 2）、滚珠导向 滚珠导向是一种无间隙、精度高、寿命长的导向装置。常用于高精密冲模中。 该导向装置由滚珠、滚珠保持器、导柱和导套组成，各组成零件都已经标准化。滚珠在导柱与导套之间应保证导套内径与导柱在工作时有0.01~0.02mm的过盈量。所以： 式中 ——导套内径； d——导柱直径； ——滚珠中心距。 3）、模座 上、下模架的作用是直接或者间接地安装冲模的全部零件，上模座与压力机滑块连接，下模座与工作台连接，支承、传递全部模具的工作压力。因此，上、下模座的强度不足会引起模具的破损，轻度不足会导致工作时产生大量的弹性变形，导致模具工作零件和导向零件的迅速磨损。 在设计时，模座的选取需要注意发下几点： ①、 尽量选择标准模架，也可以自行设计。模座大小要根据凹模尺寸来确定，尤其是长度尺寸，要留出安装尺寸，一般长度方向尺寸比凹模板大30~50mm,宽度方向可以略大于或等于凹模板尺寸；厚度约为凹模板的1~1.5倍，以保证工作时有足够的强度和刚度。 ②、 模座必须与所选定的压力机工作台和滑块尺寸匹配。例如，下模座尺寸应比工作台尺寸小40~70mm，以便进行安装固定。 ③、 中、大型模具需要在模座上设计吊装结构，以便安装、修配时的搬运、移动。在安全生产条例中，如果一件产品的质量超过20Kg，或者需要工人弯腰进行搬运，则要选择用工具（如电磁铁）进行搬运，而不能用手工搬运。所以，如果模具重量比较大，或者体积比较大，则要在上、下模座侧面打螺纹孔，安装吊环。 4）、模柄 中、小型模具一般都是通过模柄将上模与压力机固定连接。对其基本要求有两点：一是要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二是要与上模正确可靠连接。模柄尽量选用符合国家标准的标准件。 一体式模柄常用于比较厚而且不是复合模的情况，但通用性差；压入式模柄主要用于上模座比较而且不是复合模的情况，采用H6/h7配合，常配用止转销进行定位；旋入式模柄通过螺纹与上模座连接，并加止转螺钉放松、止转，主要用于导柱导套模架中；凸缘式模柄由3~4个螺钉将模柄与上模座连接并固定，一般中间有孔，常用于复合模中，打杆从模柄中通孔中通过，进行打料；浮动模柄的特点是可以削除压力机导向误差对模具导向精度的影响。 模柄尺寸则根据压力机模柄孔尺寸来确定，模柄类型需要根据压力机型号、上模座尺寸来确定。 模具结构各部件尺寸确定后，需校核模具闭合高度和最大高度，是否与压力机适应，最终确定结构尺寸后，才可以进行装配图和零件图的绘制。 第三章 模具结构总设计 根据冲压工艺方案，已确定采用复合模结构，根据零件的特点可用倒装复合模结构；采用弹压卸料、刚性推件；条料在模具中的定位采用活动挡料销；采用纵向送料；为了操作方便，采用后侧导柱滑块模架。 装配图如下：