垫板冲裁模设计

1 济源职业技术学院 毕 业 设 计 题目 垫板冲裁模设计 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期 2 设计任务书 设计题目： 垫板冲裁模设计 设计要求： 1确定合理的冲裁工艺及方案； 2正确计算有关零件的尺寸及公差； 3完成加工工艺及装配方案。 设计进度要求： 11 月 26 日11 月 29 日 收集资料； 11 月 30 日12 月 5 日 主要设计计算； 12 月 6 日12 月 13 日 结构设计； 12 月 14 日12 月 21 日 模具的整体设计； 12 月 22 日12 月 25 日 校核、修改、提交论文； 12 月 26 日12 月 31 日 论文答辩。 指导教师（签名）： 1 毕业设计答辩记录 姓 名 专 业 班 级 答辩时间 答辩地点 设计题目 垫板冲裁模设计与制造 本副模具为何采用复合模生产？ 只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度能满足要求但由于本副模具比 较简单，仅有冲一个 26 的孔采用该方案造价相对比较高，由于需要再定位装置精度 很难达到工件上所标注的尺寸公差，故采用复合冲裁为佳。 冷冲模用钢应具有哪些力学性能？ 应具有较高的变形抗力。 应具有较高的断裂抗力。 应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能。 应具有较高的冷热加工工艺性。 试述排样方案的确定原则？ 提高材料的利用率（在不影响制件使用性能前提下，还可以适当改变制件的形状） 。 排样方法应使冲压操作方便，劳动强度小而且安全。 模具结构简单、寿命高。 保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 模具刃口尺寸及制造公差的一般原则是什么？ 落料尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸有凸模尺寸决定。 考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的 较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则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，应考虑制件的公差。 该模具的定位方式是如何选择的？ 该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的 送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一 定余量，可以靠操作工目测定。 记录教师（签名）： 2 目录 摘要 .1 引言 .2 1 冲压件的工艺性分析与方案确定 .3 1.1 冲压件工艺性分析 3 1.2 冲裁工艺方案的确定 4 2 主要设计计算 .5 2.1 排样方案的确定及计算 5 2.2 冲压力的计算 6 2.3 压力中心的确定及相关计算 8 2.4 工作零件刃口尺寸计算 8 3 模具总体设计 .11 3.1 模具类型的选择 11 3.2 定位方式的选择 11 3.3 卸料出件方式的选择 11 3.4 导向方式的选择 12 4 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 .13 4.1 凸模结构的设计 13 4.2 凹模结构的设计 13 4.3 凸凹模的的结构设计 14 5 模具材料的选用和模架的选择 .16 5.1 模具材料的选用 16 5.2 模架的选择 17 6 主要零部件的设计 .19 6.1 卸料弹簧的设计计算 19 6.2 定位零件的设计 19 6.3 导料板的设计 20 6.4 卸料部件的设计 20 7 模具总装图 .21 8 冲压设备的选择 .22 9 模具零件加工工艺 .23 10 模具的装配和冲裁模具的试冲 .25 10.1 模具的装配 25 10.2 模具的工作过程 26 10.3 冲裁模具的试冲 26 结论 .29 3 致谢 .30 参考文献 .31 谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有 一个压缩包，里面有相应的 word 说明书和 CAD 图纸。下载后请留 上你的邮箱号或 QQ 号或给我的 QQ 留言：1459919609。我可以将压 缩包送给你。欢迎朋友下次光临！ 1 摘要 模具是典型的按订单单件生产的行业，每一个订单都要与客户进行详细的业务和技 术方面的沟通，否则将会产生严重的后果。我国模具行业专业化程度还比较低，模具自 产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为 30%，我国冲压模具自产自配比例为 60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化 程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。 由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但 是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布 有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。 我设计的该模具是根据市场要求所设计的，通过对零件的认识可知，该零件所用的 材料是 10 号钢，生产批量为大批量生产，再经过方案比较，故选择复合冲裁作为该副模 具工艺生产方案即比较加工又便于经济；经过计算分析完成该模具的主要设计计算；选 出符合该模具的定位方式、卸料出件方式导向方式；设计模具的工作部分即凸、凹模的 设计，选择模具的材料即确定每个零部件的加工方案；仅接着根据模具的装配原则，完 成模具的装配装配模具试冲通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给予 纠正，并对模具进行适当的调整和修理。 关键词：垫板 模具 冲压 2 引言 由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具 的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展，根据国内外 模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：1）模具生产独立于其他产品生产，专业 生产模具外供；2）按模具种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模具）生产；3）在 某一类模具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模具中的某种模具（例 如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专业化生产；4）专业生产模 具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产企业；5）按工序开展专 业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行型腔加工或电加工协作 的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企业及专业从事抛光业务的企业等等，这种 多层次的专业化促进了模具行业的发展。但专业化的路途仍旧遥远，必须加快进程才能 适应形势。 在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压 模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职 工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水 平的差距。“ 十一五” 期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚 持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益 型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 3 1 冲压件的工艺性分析与方案确定 1.1 冲压件工艺性分析 工件名称：垫板 零件简图：如图 1 所示 生产批量：大批量 材 料：10 钢 材料厚度： m2. 图 1 零件图 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。在一般情况下，对冲压件工艺性 影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、 模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。 冲裁件的形状应能符合材料合理排样，减少废料。 冲裁各直线或曲线的连接处，宜有适当的圆角。 冲裁件凸出或凹入部分宽度不宜太小，并应避免过长的悬臂与窄槽。 腰圆形冲裁件，如允许圆弧半径，则 R 应大于料宽的一半，即能采用少废料排样； 如限定圆弧半径等于工件宽度之半，就不能采用少废料排样，否则会有台肩产生。 冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小。 冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离，受到模具强度的限制，不能太小。 在弯曲件或拉深件上冲孔时，其孔壁与工件之间的距离不能过小。 4 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为 10 钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。 该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的，孔与边缘之间的距离也满足要求，最 小壁厚为 。根据所标注的尺寸公差可知，冲裁件内外形所能达到的经济精度为m5.9 ，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看作 IT14 级，孔中心与边缘距离尺132IT 寸公差为 。将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较，可认为该零件的6.0 精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁 的工艺要求。 1.2 冲裁工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：先落冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本较高而生产效率低，难以满 足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小 壁厚 远远大于凸、凹模许用最小壁厚 3.2mm 模具强度较高，制造难不大，成本相m5.9 对比较低些，并且操作十分方便工件精度也能满足要求。方案三也只需一副模具，生产 效率高，操作方便，工件精度也能满足要求但由于本副模具比较简单，仅有冲一个 的26 孔采用该方案造价相对比较高，由于需要再定位装置精度很难达到工件上所标注的尺寸 公差，故而采用该方案不符合市场经济规律（降低成本提高生产效率） 。通过对上述三种 方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二复合冲裁为佳。 5 2 主要设计计算 2.1 排样方案的确定及计算 设计复合模，首先要设计条料的排样图。垫板的形状具有一头大一头小的特点，直 排样时材料利用率低，应采用直队排样，如图 2 所示的排样方法，设计成隔位冲压，可 显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转 1800，再冲第二 遍，在第一次冲裁的间隙中冲裁出第二部分工件。搭边值取由表 2.1 查得最小搭边值： 。表 2.1 最小搭边值 ama3 搭边值/mm 用于圆形及 r2t 用于矩形 L50 卸料板 型式 条料厚 度 t/mm a a1 a a1 a a1 0.25 1.2 1.0 1.5 1.2 1.82.6 1.52.5 0.250.5 1.0 0.8 1.2 1.0 1.52.5 1.22.2 0.51.0 1.82.6 1.52.5 1.01.5 1.3 1.0 1.5 1.2 2.23.2 1.82.8 弹性卸 料板 1.52.0 1.5 1.2 1.8 1.5 2.43.4 2.03.0 图 2 排样图 计算冲压件毛坯面积： 22347102645mA 6 条料宽度： mb43120173 布距： mh458 一个步距距的材料利用率： %10bHnA 式中 一个布距内冲裁件数目 冲裁件面积 条料宽度B 布距%10bHnA%104837522m83 2.2 冲压力的计算 平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力（N） 可按下式计算： LtF 式中： 冲裁件周长m 材料厚度t 材料抗剪强度MPa 材料抗剪强度 ，材料厚度30mt2. 落料力 NLtFb 31 102.41 冲孔力 tb 32 9.530.68 落料时的卸料力 1FK卸卸 查表 2.2：取 03.卸 7 表 2.2 卸料力、顶件力、推件力系数 材料及厚度 /mm 卸K推 顶K1.0 0.0650.075 0.1 0.14 0.10.5 0.0450.055 0.065 0.08 0.52.5 0.040.05 0.055 0.06 2.56.5 0.030.04 0.045 0.05 钢 6.5 0.020.03 0.025 0.03 铝、铝合金 0.0250.08 0.030.07 紫铜、黄铜 0.020.06 0.030.09 故 NF33106.102. 卸 冲孔时的推件力 2FnK推推 取图 3 的凹模刃口形式， ，则 个mh52.5mthn 查表 2.1： 0.卸 故 NF33109.1952推 选择冲床时的总冲压力为： KF6.2721推卸总 该模具采用弹性卸料和下出料方式。 根据计算结果，冲压设备拟选 J23-40。 图 3 凹模刃口形式 8 图 4 压力中心 2.3 压力中心的确定及相关计算 确定模具压力中心按比例画出零件形状，选坐标系 ，如图 4 所示。因零件左右xOy 对称，即 ，故只需计算 。0cxcy 将工件冲裁周边分成 基本线段，求出各段长度及各段的重心位置：621,l ml4511ym8y2ml253y43 l32474l4.35 sin105m29.16 l6.81y26llyyc621.27.4 故压力中心 C 坐标为：（0，46.27） 有以上计算结果可看以出，若选用 J23-40 冲床，C 点仍在压力机模柄孔投影面积范 围内，满足要求。 2.4 工作零件刃口尺寸计算 在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装 配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别 加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的 同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法计算。查表 2.3 9 得间隙值 ， 。34.0minZ39.0max 表 2.3 初始双面间隙 Zmax、Z min 08、10、35 09M2、Q235 Q345 40、50 65Mn材料厚度 t/mm Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin 18-30 0.020 0.025 260-360 0.035 0.050 3080 0.020 0.030 360-500 0.040 0.060 80120 0.025 0.035 500 0.050 0.070 120180 0.030 0.040 校核： 05.minaxZ045.凹凸 满足 条件凹凸i 查表 2.5 得因数 . 按式 0)(凸凸 xd m02.02.1645.26）（凸凸凹 （ 0minZ5.0391.）（ 5.0 表 2.5 磨损系数 非圆形冲件 圆形冲件 1 0.75 0.5 0.75 0.5 材料厚度 t/mm 冲件公差 /mm 10 1 0.36 0.16 12 0.42 0.20 24 0.50 0.24 4 0.60 0.30 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用分开加工方法，其凸、凹模刃口部分尺 寸计算如下： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口部分尺寸都增大，因此均属于 A 类尺寸。 零件图中未注公差的尺寸，查查表 2.6 找出其极限偏差： 表 2.6 冲裁件外径与内孔尺寸公差 料厚/mm 冲件尺寸/mm 0.20.5 0.51 12 24 46 10 0.08/0.05 0.12/0.05 0.18/0.06 0.24/0.03 0.30/0.01 1050 0.10/0.08 0.16/0.08 0.22/0.10 0.28/0.12 0.35/0.15 50150 0.14/0.12 0.22/0.22 0.30/0.16 0.40/0.20 0.50/0.25 一般精度 冲裁件 150300 0.2 0.3 0.5 0.7 1.0 10 0.025/0.02 0.03/0.02 0.04/0.03 0.06/0.04 0.10/0.06 1050 0.03/0.04 0.04/0.04 0.06/0.06 0.08/0.08 0.12/0.10 50150 0.05/0.08 0.06/0.08 0.08/0.10 0.10/0.12 0.15/0.15 较高精度 冲裁件 150300 0.08 0.10 0.12 0.15 0.20 查表 2.5 得因数 为：当 时,x5.05.0 x 当 时, 5.0740max)(Aj 按式： m456.0.）（凹 14.072.0.4）（凹 m.0387.5120）（凹 2.519R436.0.）（凹 0. 11 3 模具总体设计 3.1 模具类型的选择 模具类型分为三种分别是：单工序模、复合模和级进模。 单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具， 如落料模、冲孔模、切断模切口模等。 复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或两到以上不 同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特征是有一个或几 个具有双重作用的工作零件凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又 能作冲孔凹模的凸凹模。 由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压，所以模具类型为复合模。 3.2 定位方式的选择 定位方式的选择通俗的说既是选择定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在 模具上有正确的位置，定位零件的结构形式很多，用于对条料进行定位的定位零件有挡 料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等，用于对工序进行定位的定位零件 有定位销、定位板等。 定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构 形式与生产效率要求等选用相应的标准。 因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料 的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一 定余量，可以靠操作工目测定。 3.3 卸料出件方式的选择 卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件 上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。 卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置弹性卸料装置和废料切刀三种。固定卸 料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料 螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或 12 橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面 度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料切断成数块，从而实现卸料的一 种卸料零件。 出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把准过载上模内的出件装置 称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。 综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为 2.2mm，相对较薄，卸料力也比 较小，故可采用弹性卸料，又因为是复合模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高 生产效率。 3.4 导向方式的选择 在冲压过程中，导向结构一般情况下直接与模架联系在一起，该模具采用后侧导柱 的导向方式，提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，故该复合模采用后侧导柱的导 向方式。 13 4 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 4.1 凸模结构的设计 冲 孔的圆形凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形m26 状，尺寸标注如图 5。 图 5 圆形凸模 4.2 凹模结构的设计 凹模的刃口形式，考虑到本例生产量大，所以采用刃口强度较高的凹模，即图 3 所 示的刃口形式。 凹模的外形尺寸，凹模的厚度（ ）和外径分别为：HkbHm1204.9 式中：式中：K有 b 和材料厚度 t 决定的凹模厚度系数查表 4.1 B垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离 凹模壁厚 c： 5.143 尺寸标注如图 6 所示。 表 4.1 凹模厚度系数 mt材 料 厚 度mb131635040.3. 50. 0.45.122 14 20120.15. 2.018. 30.2.15 图 6 凹模外形 4.3 凸凹模的的结构设计 本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凸模外，必然还有一个凸凹模。凸凹 模的结构图如图 7 所示。 校核凸凹模强度： 凸凹模的最小壁厚 :m t3.51 而实际最小壁厚为 ，故符合强度要求。凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，9 并保证双面间隙 。凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸 的公差，应比零件图.034. m2 标注精度高 级，即定为 。m15.2 15 图 7 凸凹模 16 5 模具材料的选用和模架的选择 5.1 模具材料的选用 冷冲模用钢应具有的力学性能： 1）应具有较高的变形抗力； 2）应具有较高的断裂抗力； 3）应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能； 4）应具有较高的冷热加工工艺性。 冷冲模零件材料选用原则： 1）要选择能满足模具工作要求的最佳综合性能的材料； 2）要针对模具失效形式选用钢材； 3）要根据制品的批量大小，以最低成本的选材原则选材； 4）要根据冲模零件的作用选择材料； 5）要根据冲模精度程度选择钢材。 综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表 5.1 和 5.2 可选择 为冷冲模工GrWMn 作零件所用的钢材。 表 5.1 冷冲模工作零件材料 零件名称 使用条件 选用材料 形状简单，冲裁材料厚 度 t 小于等于 3mm，中小 批量生产的冲裁 T8、T8A、T10、T10A 冲裁件厚度 t 3mm，形 状复杂，或冲裁厚度 t3mm 的中小批量冲裁 Gr12、GrWMn、GGr15、G r12MoV 要求批量较大，使用寿 命较长的冲裁模 W18Gr4V、Gr4W2MoV、W6 Mo5GrV2、YG15、YG20 凸模，凹模，凸凹模， 凸、凹模镶块，连续模， 侧刃凸模 需要加热冲裁模 3Gr2W8V、5GrNiMo、6Gr 4Mo3NiWV 选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量 17 材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能 可以满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降低成本；反之，就应 该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、中型冲裁模，其材料成本与模具总 成本 10%18%左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。 表 5.2 冷冲模辅助材料的选用 零件名称 选用材料 热处理 硬度 HRC 上模座、下模座 HT2040HT2547、 ZG25、ZG35A3、A 5 模柄 A3、A5 凸模固定板、凸、 凹模固定板 A3、A5 侧面导板 45 淬火 4348 导柱 20 渗碳 0.81 5862 导套 20 淬火 5860 导正销、定位销 T7、T8 淬火 5256 挡料销、挡料板 45 淬火 4548 垫板、定位板 45、T7A 淬火 4348 螺母、垫圈 A3 固定螺栓、螺钉 A3、45 销钉 45 淬火 4548 顶杆、摧杆 45 淬火 4348 5.2 模架的选择 模架选用中等精度的中，小尺寸冲压件的后侧导柱模架，从右向送料，操作方便 上模座： 502mHBL 下模座： 6 导柱： 035md 导套： 481253mDLd 18 垫板厚度： m12 凸模固定板厚度： 0 卸料板厚度取： 4 弹簧外露高度： 5 模具闭合高度： mH2.465412.9012模 可见该模具闭合高度小于所选压力机 J23-40 的最大装模高度 ，由此可见，可30 以使用。 19 6 主要零部件的设计 6.1 卸料弹簧的设计计算： 模具结构初定 6 根弹簧，每根弹簧分担的卸料力为： NnF103卸预 根据预压力 和模具结构尺寸，有书附录 C1 初选序号 的弹簧，)(预 7268 其最大工作负荷 651 校验是否满足 。查书附录 C1 即负荷行程曲线，并经过计算可得到下总s 标 6.1 数据： 表 6.1 计算结果 序号 mH01Hs101106Fs预预 ss修 磨工 作预总 68 60 44.5 15.5 10.5 18.7 69 80 58.2 21.8 15 23.2 70 120 85.7 34.3 23 31.2 71 160 113.2 46.8 30 38.2 72 200 140.5 59.5 40 48.2 注： msts5.,2.31修 磨工 作 由表中数据可见，序号 7072 的弹簧均能满足 ，但选序号 70 的弹簧最合适，总s1 因为其它弹簧太长，会使模具高度增加。70 号弹簧的规格为： 外径： mD45 钢丝直径： d0.7 自由高度： H12 装配高度： ms97230 预 6.2 定位零件的设计 落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件上 和 两个孔作导正孔。 导正588 孔的导正销的结构。导正应在卸料板压紧板 20 料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸凹模断面 1mm，所以导正销直线 部分的长度为 1.8mm。导正销采用 H7/h6 配和。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用 标准件，规格为 816。 图 8 导正销 6.3 导料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取 1mm，这 样就可确定两导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。导料板采用 45 钢制作，热处理硬 度为 4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。 6.4 卸料部件的设计 1卸料部件的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 14mm。 卸料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 4045HRC. 2螺钉的选用 卸料板上设置 4 个卸料螺钉。公称直径为 12mm,螺纹部分为 M1010mm。卸 料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模断面 1mm,有误 差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。 21 7 模具总装图 该复合冲裁模将凹模即小凸模装在上模上，是典型的倒装结构，图 9 所示为本例的 模具总图。 模具上模部分主要由上模板、垫片、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式 采用弹性卸料，以弹簧为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔 的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。两个导正销控制条料送进的导向，固定 挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、 弹簧组成。冲制的工件由推件杆推简办推销和推件块组成的刚性推件装置推出。 条料送经时采用活动挡料销作为粗定距，在落料凸模上安装两个导正销利用条料上 和 孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压58 后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销上，并向前推紧，冲压时凸模上的 导正销再作精确定距。活动挡料销位置电话设定比理想的几何位置向前偏移 0.2mm，冲压 过程中粗定位完成后，当导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉 回约 0.2mm 而完成精确定距，用这种方法定距，精确可达到 0.02mm。 图 9 装配图 22 8 冲压设备的选择 通过校核，选择开式双柱可倾压力机 能满足使用要求。其主要技术参数如下：4023J 公称压力： kN40 滑块行程： m1 最大闭合高度： 3 连杆调节量： 65 工作台尺寸： 7046:）左 右（ 前 后 垫板尺寸： 25)(m孔 径厚 度 模柄孔尺寸： ） ：深 度（ 直 径 最大倾斜角度： 03 23 9 模具零件加工工艺 本副冲裁模，模具零件加工的关键在工作零件，固定板以及卸料板，若采用线切割 加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。落料凸模的加工工艺过程见表 9.1。 表 9.1 料凸模的加工工艺过程表： 工序号 工序名称 工序内容 工序图（示意图） 1 备料 将毛坯锻成长方体 259014 2 热处理 退火 3 刨 刨 6 面，互为直角留 单边余量 0.5mm 4 热处理 调质 5 磨平面 磨 6 面，互成直角 6 钳工划线 划出各孔位置线 7 加工螺钉孔、安装 孔及穿丝孔 按位置加工螺钉孔、 销钉孔及穿丝孔等 8 热处理 按热处理工艺，淬火 回火达到 5862HRC 24 9 磨平面 精磨上、下平面 10 线切割 按图线切割，轮廓达 到尺寸要求 11 钳工精修 全面达到设计要求 12 检验 凹模、固定板以及卸料板都属于板类零件，其加工工艺比较规范。如图所示凹模的 加工过程与图所示落料凹模的加工过程完全类似，见表 9.1，在此就不再介绍。 25 10 模具的装配和冲裁模具的试冲 10.1 模具的装配 根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、 试冲、返修，具体装配见表 10.1。 表 10.1 垫板复合模的装配 序号 工序 工艺说明 1 凸、凹模预 配 （1）装配前仔细检查各凸模形状以及凹模形孔，是否符合图纸 要求尺寸精度、形状。 （2）将各凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工 均匀。不合适者应重新修磨或更换。 2 凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板 7 的形孔中，并拧 紧牢固 3 装配下模 （1） 在下模座上划中心线，按中心预装凹模、导料板； （2） 在下模座、导料上，用已加工好的凹模分别确定其螺孔位 置，并分别钻孔，攻丝 （3） 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一起， 并用螺钉紧固，打入销钉 4 装配上模 （1） 在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入 0.12mm 片，然后将凸模与固定板的组合装入凹模； （2） 预装上模座，划出与凸模固定板相应螺孔。销孔位置并钻 绞螺孔、销孔； （3） 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要 拧紧； （4） 将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上橡胶和卸料 螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端约 1mm； 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉；安装导正销、 承料板；切纸检查，合适后打入销钉。 26 5 试冲愈调整 装机试冲并根据试冲结果作相应调整 10.2 模具的工作过程 模具属于复合模其工作过程一般是在一次冲裁过程中能够完成所有的成形过程（冲 孔与落料） 。工作时，条料由卸料板上面送入，依靠导料销和挡料销来对条料进行正确的 定位，上模下行卸料板与推件块压紧板料，然后凸凹模完成冲孔工作，上模继续下行， 工件要推件块的压紧即而完成落料，上模回升时，由卸料板及推件块完成卸料。 10.3 冲裁模具的试冲 模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造的 不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作 中冲出合格的制件为止。 冲裁模具经试冲合格后，应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使用压 力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。冲裁模具试冲时常见的缺陷、 产生原因和调整方法见表 10.2。 表 10.2 冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法 缺陷 产生原因 调整方法 冲件毛刺过 大 1.刃口不锋利或淬火硬度不够 2间隙过大或过小，间隙不均 匀 1修磨刃口使其锋利 2重新调整间隙，使其均匀 冲件不平整 1凸模有倒锥，冲件从孔中通 过时被呀弯 2顶出件与顶出器接触零件面 积大小 3顶出件、顶出器分布不均匀 1修磨凹模孔，去除导锥现象 2更换顶出杆，加大与零件的接触 面积 尺寸超差和 形状不准确 凸模、凹模形状及尺寸精度差 修整凸模、凹模形状及尺寸，使其达 到形状及尺寸精度要求 凸模折断 1冲裁时产生侧压力 2卸料板倾斜 1在模具上设置挡块抵消侧向力 2修整卸料板或使凸模增加导向装 置 27 凹模被胀裂 1凹模孔有倒锥度形象 2凹模孔内卡住废料 1修磨凹模孔，消除倒锥现象 2修抵凹模孔高度 凸、凹模刃 口相咬 1.上、下模座，固定板、凹模、 垫板等零件安装基面不平行 2.凸、凹模错位 3.凸模、导柱、导套与安装基面 不垂直 4导向精度差，导柱、导套配 合间隙过大 5卸料板孔位偏斜使冲孔凸模 位移 1调整有关两件重新安装 2重新安装凸、凹模，使之对正 3调整其垂直度重新安装 4更换导柱、导套 5调整及更换卸料板 冲裁件剪切 断面光亮带 宽，甚至出 现毛刺 冲裁间隙过小 适当放大冲裁间隙，对于冲孔模间隙 加大在凹模方向上，对落料间隙加大 在凸模方向上 剪切断面光 亮带宽窄不 均匀，局部 有毛刺 冲裁间隙不均匀 修磨或重新调整凸模或凹模，调整间 隙保证均匀 外型与内孔 偏移 1在连续模中孔与外形偏心， 并且所偏的方向一致，表明侧刃 的长度与布局不一致 2连续模多件冲裁时，其它孔 形正确，只有一孔偏心，表明该 孔凸凹模相对位置有变化 3复合模孔形不正确，表明凸 凹模相对位置有偏移 1加大(减小)侧刃长度或磨小（加 大）挡料块尺寸 2重新装配凸模并调整其位置使之 正确 3更换凸（凹）模，重新进行装配 调整合适 28 送料不畅通， 有时被卡死 易发生在连续模中 1两导料板之间的尺寸过小或 有斜度 2凸模与卸料板之间的间隙太 大，致使搭边翻转而堵塞 3导料板的工作面与侧刃不平 行，卡住条料，形成毛刺大 1粗修或重新调整装配导料板 2减小凸模与导料板之间的配合间 隙，或重新调整浇注卸料板孔 3重新调整装配导料板，使之平行 4修整侧刃及挡块之间的间隙，使 之达到严密 卸料及卸料 困难 1卸料装置不动作 2卸料力不够 3卸料孔不畅，卡住废料 4凹模有锥度 5漏料孔太小 6推杆长度不够 1重新装配卸料装置，使之灵活 2增加卸料力 3修整卸料孔 4修整凹模 5加大漏料孔 6 加长打料杆 29 结论 毕业设计是大学生活中的最后一个项目工作，有着不同寻常的意义，此项工作的完 成也为三年大学生活画上了一个圆满的句号。它是三年来所学知识的运用，是对三年来 我们所学知识的检验，是让人们了解我们个人技能的一项凭证，是学校给我们的最后一 次检验，是我们走出校园大门前的一次社会与技能升华。 我们模具设计与制造专业开设了机械制图及 AUTOCAD 、 机械设计以及计算机 的应用基础等基础课， 数控机床及编程 、 模具制造工艺与工装 冲压工艺与模具 设计 、 塑料模具设计与制造等专业课，这些课程对我顺利进行毕业设计起到了一个 基石的作用。比如，毕业设计中零件图和模具装配图的绘制与机械制图及 AUTOCAD的 学习是分不开的，模具的改进也要机械设计 模具制造工艺与工装等课程的帮助， 更不用说冲压工艺与模具设计这门专业课的重要作用了。 模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计 技术来说，发展重点在于大力推广 CAD/CAE/CAM 技术的应用，并持续提高效率，特别 是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具 CAD、CAM 技术应向宜人化、集成化、智 能化和网络化方向发展，并提高模具 CAD、CAM 系统专用化程度。 我应该树立良好的设计思想，重视对自己运用各种模具软件的能力；合理利用自己 身边的信息资源，拓展自己的专业知识；面对竞争十分激烈的明天没有技术，没有知识 将被社会淘汰，将没有立足之地，因此要养成快速吸收新知识的能力，要有敏捷的眼光。 我的此次设计是根据社会市场需求而设计的，由于水平有限，设计中难免会有错误 和不足之处，恳请老师和同学批评指正。 30 致谢 时间过的真快，转眼间大学生活就要结束，这段令人难忘的时光将成为美好的回忆。 心中有好多说不出的话，是不想离开，是遗憾，但更多的感激，这三年来有那么多的同 学和老师给我了极大的帮助和关怀，我在这三年中不仅学到了技能知识，还知道了做人 的道理。 经过几周的精心查阅书籍和精心的设计，功夫不负有心人，我的设计终于搞完了。 在这次的毕业设计中，承我的指导老师张九强的悉心教导，并得到其他几位老师的关心 和帮助，同时，还有我们组的好多同学在此一并谨致谢忱。 在项目设计过程中用到了很多以前上课时学的知识，尤其是老师上课教给我们的一 些分析问题、解决问题的思想在这次项目中都得到了很好的印证，使我在这些方面能够 很快的领会。有些老师虽然没有亲自指导我的毕业设计，但仍对我顺利完成毕业设计有 很大的帮助，在此一并表示感谢。 为此，再次感谢我们的指导老师在百忙之中给予我们设计的精心指导和极大的帮助。 感谢他为我们指点迷律、出谋划策。同时，也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予 我的帮助！谢谢！ 31 参考文献 1 张超英.冲压模具与制造.北京：化学工业出版社，2003.6 2 罗学科.模具识图与制图.北京：化学工业出版社，2003.6 3 韩洪涛.机械制造技术.北京：化学工业出版社，2003.7 4 万本善.实用冲模结构图解与冲压新工艺详图及常用数据速查速用手册.北 京： 科大电子出版社，2004.8 5 李铭杰.冲模设计应用实例.机械工业出版社，2003.8 6 王立刚. 冲 模 设 计 手 册 .机 械 工 业 出 版 社 ， 2002.5 7 郭 书 彬 . 最新冲压新工艺新技术与冲模设计图集及典型疑难实例应用手册 机械工业出版社，2003.9 8 王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社，1998.10 9 冯爱欣.冲模设计应用实例.模具实用技术丛书编委会编 机械出版社， 10 王秀凤 万良辉.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版社，2005.4 11 成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社，2006.7 12 杨玉英，崔令江.实用冲压工艺及模具设计手册.机械工业出版社，2005.1 13 彭建生.模具设计与加工速查手册 .机械工业出版社，2005.7 14 徐政坤.冲压模具及设备 .机械工业出版社，2005.1 1 附件图纸 垫板 2 3 4 装配图 5 谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书，我这里还有一个压缩包，里面有相应的 word 说明书和 CAD 图纸。下载后请留上你的邮箱号或 QQ 号或给我的 QQ 留言：1459919609。我可以将压缩包送给你。欢迎朋友 下次光临！