垫片冲压模具设计设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）本科生毕业论文（设计） 题 目： 垫片冲压模具设计 姓 名： 亓毓阈 系 别： 工程系 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 本科0班 学 号： 2014701247 指导教师： 诸葛孔明 完成时间： 2013-6-15 2014年 4 月 15 日毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 垫片冲压模具设计摘 要本次设计了一套落料、冲孔的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析。经过工艺分析和对比，采用落料、冲孔工序。通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：冲压模，复合模，连接片，冲裁间隙 GASKET STAMPING MOULD DESIGNABSTRACTThe design of a set of blanking and punching mold. Through referring to information, first of all, I should analysis the process. Through process analysis and comparison, I use blanking and punching process. Through the blanking force, the top piece, and the discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process.In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design tells the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs.Key words: Blanking, Punching, Mold, Mold gap5目录前言1第1章 冲裁工艺设计31.1 冲裁件的工艺分析31.1.1 工件材料31.1.2 工件结构31.1.3 尺寸精度41.2 冲裁工艺方案的确定4第2章 冲裁排样设计62.1 排样的方法及排样图62.1.1 排样的方法62.1.2 排样图62.2 排样的计算72.2.1 确定搭边值72.2.2 送料步距72.2.3 条料宽度计算82.2.4 材料利用率9第3章 冲压力和压力中心的计算103.1 确定冲压力103.1.1 冲裁力的计算103.1.2 卸料力、推件力及顶件力的计算123.1.3压力机公称压力的确定143.1.4冲裁功143.2 确定模具压力中心153.3 冲压设备的选用16第4章 凸凹模刃口尺寸的确定174.1 确定凸凹模刃口尺寸的原则174.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用174.1.2 刃口尺寸计算原则174.2凸凹模刃口尺寸的确定17第5章 冲裁模典型结构设计195.1 工作部件设计195.1.1 冲孔凸模195.1.2落料凹模结构设计195.2 定位装置设计与计算205.2.1定距侧刃205.2.2挡料销215.2.3导正销215.3 卸料装置215.3.1 卸料装置215.3.2 卸料装置有关尺寸计算225.4 固定零件225.4.1垫板225.4.2模柄225.4.3.导料板的设计235.5卸料部件的设计235.5.1 卸料板的设计235.5.2卸料螺钉的选用23结论24谢 辞25参考文献26附录27前言模具，作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。冲压技术的水平直接和生产率、产品质量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的寿命以及设计和制造模具的周期紧密相关。1 .我国冲压技术的现状：目前，我国的冲压技术、冲压模具与工业发达国家相比还有一定的差距，主要表现在以下几点。（1） 冲压基础理论与成形工艺落后。（2） 模具标准化程度低。（3） 模具设计方法和手段、模具制造工艺及设备落后。（4） 模具专业化水平低。2 .冲压技术的发展方向：虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年中得到了快速发展，但与工业发达国家相比仍有很大差距。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几个方面。（1） 提高模具的设计制造水平，使其朝着大型化、精密化、复杂换、长使用寿命化发展。（2） 在模具设计制造中更加普及应用国产的CAD/CAE/CAM技术。（3） 发展快速制造成形和快速制造模具的技术。（4） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。（5） 研究和发展优质的模具材料和先进的表面处理技术。（6） 研究和开发模具的抛光技术和设备。（7） 研究和普及模具的高速测量技术与逆向工程。（8） 研究和开发新的成形工艺和模具。 3 .主要研究目标： 设计1套模具，包括总装图和部分零件图，编制加工工艺文件及生成加工程序代码。要求正确选择标准件和模具材料，零件尺寸设计正确。 在本次课程设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图。根据对零件的综合分析，在这次设计中我设计的模具是倒装落料冲孔复合模，主要介绍的是冲裁工艺、工艺计算、冲裁模的结构和设计、冲裁模落料冲孔的工作原理等。 本说明书有孙小捞导师指导和帮助，同时还得到了同学们的提示，特在此表示衷心的感谢！ 由于水平有限，缺点错误在所难免，希望大家指正！第1章 冲裁工艺设计1.1 冲裁件的工艺分析图1-1垫片1.1.1 工件材料 为45号钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个80mm和一个30mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，壁厚为3mm，普通冲裁完全能满足要求。1.1.2 工件结构该零件形状简单。边孔距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见表1-1），故可以考虑采用复合冲压工序。 表1-1 倒装复合模的冲裁凸凹模最小壁厚 （单位：mm）材料厚度t0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚度t2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710 1.1.3 尺寸精度零件图上80 0 -0.74mm；属IT13级, 30+0.62 0mm属于IT12级,其余尺寸未注公差，属于自由尺寸，由表1-2和表1-3查得，冲裁件内外形达到的经济精度为IT12IT13，孔中心与边缘距离尺寸公差为0.7mm。其余尺寸未注公差按IT13级确定工件尺寸的公差，一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 表1-2 冲裁件内外形所能达到的经济精度 材料厚度t / mm基 本 尺 寸 / mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT13 表1-3 孔中心与边缘距离尺寸公差 材料厚度t / mm孔中心与边缘距离尺寸 / mm505012012022022036022440.50.60.70.60.70.80.70.81.00.81.01.21.2 冲裁工艺方案的确定该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以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。即先用一副模具进行落料，后用一副模具冲30的孔，该方案模具结构简单，但需要两副模具才能完成零件的加工，效率低，生产过程精度也不容易保证，且操作也不方便，不符合中批量生产的要求。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。复合模是一种多工序冲模，是压力机的一次工作行程中，在模具同一工位同时完成数道分离的模具，其生产效率高，冲裁件内孔与外缘相对位置精度高，可以借模具精度来保证零件精度，但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高，而且带狭窄面的工件受到凸凹模强度限制而不能用复合模加工。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。在级进模中，整个冲件的成型是在连续过程中逐步完成的，是一种工位多，效率高的冲模。该方案也只需要一副模具，生产效率也高，但为了满足精度要求，有必要增加两个导正销，这样模具制造、安装较复合模复杂。根据上述分析，采用复合模进行生产。且由于该零件的最小壁厚（80/2-30/2=25mm）大于倒装式复合模所要求的最小壁厚（7.6mm），故可以采用倒装式复合模进行生产，以提高生产效率。第2章 冲裁排样设计2.1 排样的方法及排样图2.1.1 排样的方法根据材料的利用情况，排样的方法可分为三种：（1） 有废料排样（2） 少废料排样（3） 无废料排样采用少、无废料排料可以简化冲裁模结构，减少冲裁力。但是条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于是模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。因此选择有废料排样，虽然材料利用率低，冲裁件质量及模具寿命高。根据零件结构形状采用有废料排样中直对排的排样形式。2.1.2 排样图排样图见图2-1。图2-1排样图2.2 排样的计算2.2.1 确定搭边值查表2-1，确定搭边值a、a1,由t=3.5mm，采用手工送料，取工件间a1=2.5mm，侧搭边a=2mm。 表2-1 最小工艺搭边值 （单位：mm）材料厚度t / mm手 工 送 料自 动 送 料圆 形非 圆 形往 复 送 料a1aa1aa1 aa1 a112233445566881.51.522.534561.522.5345671.522.53456722.533.556782 2.5 3.54 5 6 7 83 3.54 5 6 7 8 9 2 3 4 5 6 7 34 5 6 7 8 注：冲皮革、纸板、石棉等非金属材料时，搭边应乘以1.52。2.2.2 送料步距送料步距（送料步距简称步距或进距），是条料在模具上每次送进的距离。步距是决定挡料销位置的依据，每次只冲一个零件的步距s的计算公式为s=D+a1式中 D： 平行于送料方向的冲件宽度； a1： 冲件之间的搭边值。 计算送料步距为s= D+a1=80+2.5 =82.5 （mm）2.2.3 条料宽度计算条料是由板料剪裁下料而得到的。条料宽度的确定原则为，最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙，进而确定导料板间的距离。由于是手工送料，本设计采用导料板之间有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离的计算方法。因为导板之间有侧压装置或用手将条料紧贴单边导料板的模具，能使条料始终沿着导料板送进，可按下式计算。条料宽度 B 0 -=（L +2a+） 0 -导料板间的距离 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z 式中 B： 条料的宽度，mm； B0： 导料板间的距离，mm;L： 冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm； a： 侧搭边值，可参考表2-1；Z： 导料板与最宽条料之间的间隙，其值见表2-2； ： 条料宽度的单向（负向）公差，见表2-3。由表2-2和经验，取Z=1mm导料板间的距离 B0 =B+Z= Dmax +2a+Z=425+23+1=432 (mm) 由表2-3和经验，取=1mm 条料宽度 B 0 -=（80 +22+1） 0 -1=85 0 -1 (mm)表2-2 导料板与条料之间的最小间隙Zmin mm材料厚度t无侧压装置有侧压装置条料宽度B条料宽度B100以下100200200300100以下100以上0.50.50.51580.510.50.5158120.51158230.51158340.51158450.51158表2-3 条料宽度偏差 mm条料宽度 B材料厚度t1122335500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.11502200.70.81.01.22203000.80.91.11.32.2.4 材料利用率冲压件大批量生产成本中，坯料材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下一个步距内的材料利用率为 =nA/Bs100% 式中 A： 一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内），mm； n： 一个步距内冲裁件数目;B： 条料宽度，mm； s： 步距，mm；其中 A=402 =10053.01 （mm2）一个步距内的材料利用率为 =A/(B*S) =73.92%9洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 冲压力和压力中心的计算3.1 确定冲压力 3.1.1 冲裁力的计算冲裁力是冲裁时凸模冲穿板料所需的压力。在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入板料的深度（凸模行程）而变化的。通常，冲裁力是指冲裁过程中的最大值（Fmax）。影响冲裁力的主要因素是材料的力学性能、厚度、冲件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度等。综合考虑上述影响因素，平刃口模具的冲裁力可按下式计算 F=KLtb （式3-1）式中 F：冲裁力，N； L：冲件周边长度，mm； t：材料厚度，mm； b：材料抗剪强度，MPa； K：考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素引入的修正系数，一般取K=1.3。对于同一种材料，其抗拉强度与抗剪强度的关系为b1.3b，故冲裁力也可按下式计算 F=Ltb （式3-2）本设计的冲裁力按式3-2进行计算。查表3-1，b的取值范围为440560，取b=500MPa。（1）冲裁件的落料周长 L1=80=251.2（mm）则落料力为 F1=L1tb=251.23500=376.8（KN）（2）冲裁件的冲孔周长 L2=30=94.2 （mm）则冲孔力为 F2=L2tb=94.23500=141.3（KN）冲件周边长度 L= L1+ L2=345.4 （mm）则冲裁力为 F=Ltb= F1+ F2=518.1（KN）表3-1 冲压常用金属材料的力学性能材料名称牌 号材 料状 态力 学 性 能抗剪强度/MPa抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率（%）普 通碳素钢Q195Q235Q275未 经退 火2553143153901952833303372375460 23526313924904906102751520碳 素结构钢08F0810F101520354550已退火230310275380180273026036021541020027220340 27541019027260340295430210262703803354702302538040035550025024400520490635320194405605306853601544058054071538013不锈钢1Cr13已退火320380440470120201Cr18Ni9Ti经 热处 理46052056064020040铝1060、1050A、1200已退火807011050802028冷作硬 化10013014034 （续）材料名称牌 号材 料状 态力 学 性 能抗剪强度/MPa抗拉强度b/MPa屈服点s/MPa伸长率（%）硬铝2A12已退火1051251502201214淬硬并经时效处理2803104004353681013淬硬后冷作硬化280320400465340810纯铜T1、T2、T3软 160210702948硬2403003黄铜H62软2602943002540半硬30034346020020硬4201210H68软24029430010040半硬28034044125硬40039240025013 注：表中数据为板材力学性能。3.1.2 卸料力、推件力及顶件力的计算当冲裁完成后，从板料上冲裁下来的冲件（或废料）由于径向发生弹性变形而扩张，会塞在凹模孔口内或者板料上的孔，则沿径向发生弹性收缩而紧箍在凸模上。为了使冲裁工作继续进行，必须将工件或废料从模具内卸下或推出。从凸模上卸下紧箍的料所需要的力称为卸料力，用F卸表示；将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称为推件力，用F推表示；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力，用F顶表示。卸料力、推件力和顶件力是由压力机和模具的卸料、顶件和推件装置传递的。所以在选择压力机公称压力和设计以上机构时，都需要对这三种力进行计算。影响这些力的因素较多，主要有：材料的力学性能和料厚；冲件形状和尺寸大小；凸、凹模间隙大小；排样搭边值大小及润滑情况等。生产中常用下列经验公式计算F卸= K卸FF推= nK推FF顶= K顶F式中 F：冲裁力； K卸、K推、K顶：分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，其值见表3-2； n：塞在凹模孔口内的冲件数。有反推装置时，n=1；锥形孔口，n=0；直刃口，下出件凹模，n=h/t，其中h是直刃口部分的高度（mm），t是材料厚度（mm）。 表3-2 卸料力、推件力及顶件力的系数 料厚/mmK卸K推K推钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜、黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09对于本模具设计的计算如下。查表3-2，得K卸=0.030.04，K推=0.045，K推=0.05。（1）卸料力 F卸 =K卸F1 =0.04518 =20.72 （KN）式中 K卸查表3-2，取K卸=0.04。（2）推件力 F推= nK推F2 =10.045518 =23.31 （KN）式中 K卸查表3-2，取K推=0.045；n为卡在凸、凹模内的冲孔废料数目。（3）顶件力 F顶= K顶F2 =0.05284.79 =25.9 （KN）式中 K顶查表3-2，取K顶=0.05。3.1.3压力机公称压力的确定冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力（F总），F总为冲裁力和与冲裁力同时发生的卸料力、推件力或顶件力的总和。根据不同的模具结构，冲压力计算应分别对待，即当模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式时：F总=F+ F卸+ F推当模具结构采用弹压卸料装置和上出件方式时：F总=F+ F卸+ F顶当模具结构采用刚性卸料装置和下出件方式时：F总=F+ F推该落料冲孔复合模采用倒装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力F总为F总=F+ F卸+ F推=518+20.72+23.31=562.03 （KN）3.1.4冲裁功选择冲裁设备时，除了要计算冲裁力，使压机的公称压力大于冲裁力以外，还要进行冲裁功的验算，使压机的每次行程功不超过额定的数值，以保证其电动机不过载、飞轮转速不致下降太多。因为功是力与其行程的乘积，所以平端刃口的冲裁功按下式计算： W=mPt/1000式中 W：冲裁功，Nm； t：材料厚度，mm； P：冲裁力，N： m：系数，一般取为0.63。当计算出的冲裁功大于压机规定的行程功时，就必须改变冲裁工艺或另选更大行程功的设备。压机规定的行程功，可从压机的说明书或有关资料、手册中查询。本设计的冲裁功为 W=mPt/1000 =0.63518103/1000 =979.02 （Nm）3.2 确定模具压力中心模具的压力中心，就是冲压力合力的作用点。求压力中心的方法是：采用求空间平行力系的合力作用点。为了使模具能够正常又平衡地工作，特别是对于大而复杂的冲件、多凸模冲孔以及连续冲裁时，必须使压力中心通过压力机滑块的中心线。对于带有模柄的冲裁模，压力中心需通过模柄的轴心线。否则，在冲裁过程中，会产生偏心载荷，形成弯矩，使得模具歪斜，加快压力机滑块与导轨之间以及模具导向装置的磨损，刃口迅速变钝（无导向装置时特别突出），严重时，会啃刃或造成设备、人身事故。在实际生产中，可能出现由于冲裁件的形状特殊，从模具结构方面考虑，不宜使压力中心与模柄中心线相重合，此时应注意使压力中心的偏离，不超出所选压力机模柄孔投影面积的范围。1.简单几何图形压力中心的位置（1）一切对称冲裁件的压力中心，均位于冲件轮廓图形的几何中心上。（2）冲切直线段时，其压力中心位于直线段的中心。（3）冲切圆弧线段时，其压力中心的位置按下式计算 y=R式中 ：半角，弧度； b：弦长，mm, b=2Rsin； l：弧长，mm, l=R2。化简后 y=R= R=。综上所述，该零件的压力中心应位于圆心之上。3.3 冲压设备的选用机械压力机类型的选定依据是冲压的工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等。中小型冲压件生产中，主要应用开式机械压力机。机械压力机的规格指机械压力机的主参数公称压力。所选机械压力机的公称压力和功率必须大于冲压作业所需的压力和功率，以避免压力和功率的超载。所选压力机的闭合高度要与冲模的闭合高度相适应，压力机的滑块行程必须满足冲压工艺要求。此外，选择压力机台面尺寸必须考虑到固定冲模的位置，压力机滑块模柄孔尺寸、工作台孔尺寸、滑块中心线到机身后侧的距离、顶件横梁槽的尺寸、机身侧柱间及导轨间的距离及压力机的倾斜范围等，都应与模具各部位尺寸相适应。从满足冲压工艺力的要求看，可选用600的开式压力机。16第4章 凸凹模刃口尺寸的确定4.1 确定凸凹模刃口尺寸的原则4.1.1 凸凹模刃口尺寸的作用凸模与凹模尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的重要因素，。凸、凹模的合理间隙值要靠刃口尺寸及其公差来保证。4.1.2 刃口尺寸计算原则1、根据落料和冲孔的特点 落料件的尺寸决定于凹模尺寸，故落料模应以凹模为设计基准；冲孔件的尺寸决定于凸模尺寸，所以冲孔模应以凸模为设计基准;先确定凸模的刃口尺寸，再按间隙值确定凹模的刃口尺寸。2、考虑凸模与凹模的尺寸磨损 凸、凹模在冲裁过程中必然会出现磨损使落料尺寸增大。为了保证冲裁件的尺寸精度，尽可能的提高模具寿命，设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件的尺寸公差范围内的较小尺寸。3、把握好刃口制造精度与工件精度的关系 凸、凹模刃口尺寸精度的选择，应以能保证工件的精度要求为前提，保证合理的凸凹模间隙值，从而保证模具的使用寿命。一般情况下，也可按工件公差的1/31/4选取。对于圆形凸、凹模，由于制造容易，精度易保证，制造公差可按照IT6IT7级选取。4.2凸凹模刃口尺寸的确定采用凸模和凹模分开加工的，采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，为了保证间隙值必须满足式：+- （6-1）凸凹模制造公差按T7级数选取对于冲30mm =0.039mm对于冲80mm =0.014mm冲孔时首先确定凸模刃口尺寸。由于基准件凸模的刃口尺寸在磨损减小，因此应使用凸模的基本尺寸接近工件的最大极限尺寸，凸模制造去负偏差，凹模去正偏差，-磨损系数，-工件公差，按IT14精度选取。冲孔（30mm）=（+） （6-2）=（30+0.750.62）查表知=0.62=0.75=30.46 =（+2） （6-3）=（30+0.750.62+0.460）=30.92落料（80mm）=（-） （6-10） =80.99 =（-2） （6-11） =80.5318第5章 冲裁模典型结构设计5.1 工作部件设计5.1.1 冲孔凸模因为所冲的孔为方形与圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模,所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换冲30mm孔的凸模结构如下图：图5-1冲孔凸模5.1.2落料凹模结构设计凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.3580mm=28mm（查表得k=0.35）凹模壁厚 c=（1.52）H=42mm56mm取凹模厚度 H=30mm，凹模壁厚c=50mm，凹模宽度 B=b+2c=（80+250）mm=180mm凹模长度L取180 mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为180mm100mm30mm，结构如图5-2 图5-2落料凹模5.2 定位装置设计与计算5.2.1定距侧刃 由于该零件生产批量较大，采用双侧刃。当带料脱离一个侧刃时，第二个侧刃仍能起到定距作用。双侧刃采用对称放置。侧刃厚度一般为68mm，其长度为条料送进步距长度。材料可选用T10、Gr12，淬火硬度为6264。图5-3定距侧刃5.2.2挡料销 挡料销一般用45号钢，淬火硬度为4348HRC。设计时挡料销高度应大于冲压件材料的厚度，高度应为4mm。本模具采用钩形挡料销，距凹模距离远。5.2.3导正销 导正销多用于连续模中冲裁件的精确定位，冲裁时为减少条料的送进误差，保证工件内孔与外形的相对位置精度。5.3 卸料装置5.3.1 卸料装置 由于本材料较薄，故采用弹性卸料装置。工作时，卸料板2先将材料压紧，冲裁完成模具回复时卸料。使模具冲出的工件平整，精度较高。5.3.2 卸料装置有关尺寸计算 卸料板的形状一般与凹模形状相同，卸料板的厚度，h=（0.81.0）Ha=4050mm。卸料板一般选用45号钢，不需要热处理。5.4 固定零件5.4.1垫板 为了防止较小的凸模压损模座的平面，一般在凸模和模座之间加设垫板。垫板的外形尺寸与凹模周界一致，垫板的材料一般选用T7、T8或45钢制成。T7、T8淬火硬度为5256HRC.45钢硬度为4348HRC.5.4.2模柄 冲模的上模是通过模柄安装在冲床滑块上的。模柄的形式很多，本模具采用嵌入式模柄。模柄一般采用Q235或45钢。图5-4模柄5.4.3.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，这样就可确定了导料板的宽度，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。5.5卸料部件的设计5.5.1 卸料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 18mm。 卸料板采用45钢制造，淬火硬度4045HRC。5.5.2卸料螺钉的选用 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端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。24结论本次垫片的结构设计包含了落料和冲孔复合模设计通过冲压模拟，再根据冲压模拟结果设计、生产模具，确保了冲压的成功,减少了冲压试模的成本，在最短的时间内得到了满意的冲压件。该方法适合于冲压大型或复杂冲压件，以提高模具制造的成功率，缩短模具生产时间，降低试压成本。本次毕业设计的主要内容是垫片的设计以及该制件的数值模拟。模具设计的主要任务是通过对所给工件尺寸，形状，材料及经济性的分析，确定相应的模具结构。主要进行毛坯尺寸的计算，凸、凹模工作部分尺寸的计算、模具的设计及压力机的选择。在设计中以便更直观地表达模具的详细结构。通过这次设计认识到模具的设计应考虑技术和经济因素，在保证模具结构合理的前提下尽量使模具结构简单，生产加工成本最低，精度最高，在未来的时间里中国的模具制造业还会有更大发展空间。谢 辞三年的学习生活一眨眼就过了，在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟，我对三年以来帮助我的人们满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。通过此次毕业设计，使我学到了许多知识，其中还包括许多课本上学不到的知识。比如说模具整体的设计过程和所设计模具的实用性。我所设计的模具的最终目的是用模具来生产出合格的产品。当然，在设计过程中出现的一些难题。比如说怎样提高产品的加工精度，以及小型工件的加紧这些问题，都通过我们去翻阅相关的书籍和经过孙老师的悉心指教和帮助最终才得以解决。通过本次毕业设计，也使得我们这组成员更加齐心协力、努力创新，自始至终，都抱着一颗坚定的信念,即如何做能使其工件更加美观、精度更高、工作效率最高的心态即将毕业的我们，在以后的工作中难免会遇到一些问题或麻烦。随着科学技术的高度的发达，一些质量优、性能好、效率高、能耗低、价格廉的产品将开发出来并淘汰那些老的生产技术或设备。因此，我们应该树立良好的设计思想，重视对自己进行机械设计能力的培养，树立知识经济意识；善于利用各种信息资源，扩展知识面和能力；培养严谨、科学、创新与创业、艰苦奋斗的企业精神，加强环境保护意识，做到清洁生产和文明生产，以最大限度的获得企业效益和社会效益在此，感谢我的指导老师孙小捞在百忙之中给予我作品的悉心指点与帮助。感谢他为我指点迷律、出谋划策。同时，也感谢我的这组的成员在这次设计中给予我的帮助！所以，在以后的工作中，继续学习和加深。在此我非常感谢孙老师在设计过程中对我的指导和帮助，向孙老师致以诚挚的谢意！参考文献1.成虹.冲压工艺与模具设计.高等教育出版社，1987.2.李学峰.冲模设计手册之四.机械工业出版社，1999.3.刘洁.实用机械设计手册.机械工业出版社，1985.4.杨占尧.冲压模具图册.高等教育出版社，1998.5.侯维芝、杨金风.模具制造工艺与工装.高等教育出版社，1997.6.张鼎承.冷冲模的设计与制造.上海科技出版社，1995.7.王芳.冷冲压模具设计指导.机械工业出版社，1982.8.孙凤勤.模具制造工艺与设备.机械工业出版社，1983.9.黄健求.模具制造.机械工业出版社，2001.10.李德群.现代模具设计方法.机械工业出版社，200411.陈万林.实用模具技术.机械工业出版社，2000.12.模具实用技术从书编委会.冲模设计与应用实例.1986.36附录 附表1 冲模零件配合于表面粗糙度零件及其位置配合与标准公差等级表面粗糙度Ra/m工作零件刃口表面凸模、凹模凸凹模废料切口一般情况H6/h6、H7/h7自由尺寸工件半成品中间工件H9/h9、H10/h100.80.4工作零件与固定板防转动圆柱销挡料销H7/m6、H7/a60.80.4导柱、导套上配合面H6/h5、H7/h6H7/j5、0.20.1导柱、导套与模座配合面H7/r60.80.2模柄与模座配合面H7/m6导正销结构面H6/k6、H7/h60.80.4上述零件其他表面IT9、IT10IT141.6不加工其他零件附表2 常用模具钢的性能比较类别牌号耐磨性耐冲击性淬火不变形性淬硬深度红硬性脱碳敏感性切屑加工性碳素工具钢T7、T8差较好较差浅差大好T9T13较差中等较差浅差大好合金工具钢Cr12好差好深较好较小较差Gr12MoV好差好深较好较小较差9Mn2V中等中等好浅差交大较好CrWMn中等中等中等浅较差较大中等9CrWMn中等中等中等浅较差较大中等6W6Mo5cr4V较好较好较好深中等中等中等Cr4W2MoV较好较差较差深中等中等中等5CrMnMo中等中等中等中较差较大较好5crNiMo中等较好较好中较差较大较好高速工具钢W18Cr4V较好较差中等深好小较差W6Mo5Cr4v2较好中等中等深好中等较差W6Mo5Cr4v3较好差中等深好较小差附表3 模具工作的常用材料及热处理要求磨具类别零件名称及使用条件材料牌号热处理硬度HRC凸模凹模。冲截模1冲截料厚D3mm形状简单的凸模、凹模、凸凹模T8AT10A9Mn2V586260642冲截料厚D3mm形状复杂的凸模、凹模、凸凹模CrWMn、9Mn2V、Cr12586262643要求高度耐磨的凸模，凹模和凹凸模或生产批量大寿命长的凹凸模W18Cr4V，120Cr4W2MoV6062616365Cr4Mo3W2VNb56585860Y15Y204材料加热冲截时用的凹凸模3Cr2w8V48526Cr4Mo3Ni2WV5153弯曲模1一般弯曲用的凹凸模T8A.T10A,9Mn2V56602要求高度耐磨凹凸模形状复杂的批量大的CrWMnCr12Cr12MoV60643材料加热弯曲时用的凹模凸模5CrNiTi5CrNiMo5CrMnMo5256拉伸模1一般用的T8A.T10A586260642要求耐磨的、批量大的要求寿命长的Cr12.Cr12MoV60626264Y15.Y203材料加热拉伸时的凹凸模5CrNiMo5CrNiTi5256附表4 模具一般的常用材料及热处理要求零件名称使用情况材料牌号热处理硬度HRC上、下模板一般负荷HT200负荷较大HT250.Q235负荷较大受高速冲击452832用于滚动式导柱模架QT400用于大型模具HT250模柄压入式旋入式凸缘式Q235浮动式454348导柱、导套大量生产205862单件生产T10A,9Mn2V5660用于滚动配合Cr12,GCr156264垫板一般用途454348单位压力特大T8A5256推板，顶板一般用途Q235重要用途454348推杆，顶杆一般用途454348重要用途CrWMn5660导正销一般用途T10A,9Mn2V5256高耐磨Cr12MoV6062固定板，卸料板Q235定位板454348T85256导