毕业设计（论文）方孔扳手冲压模具设计【含全套CAD设计图纸】.doc

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1、 方孔扳手冲压模具设计毕业设计方孔扳手冲压模具设计 系 部 现代制造工程系 专 业 名 称 模具设计与制造 班 方孔扳手冲压模具设计摘 要本套模具是方孔扳手，材料为Q235钢，厚度t=2mm。采用倒装复合模来加工零件。此种模具结构简单紧凑，工作过程相对单工序模具更安全可靠。而后在具体的设计过程中，需要依次计算毛坯尺寸，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力 ，然后确定模具的压力中心，根据前面所计算出的内容选择压力机和确定冲模的闭合高度，再确定模具的凸、凹模形状和尺寸，最后设计出挡料销、卸料板、推件装置、弹性元件、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，同时画出详细的零件图及装配图，从而完成整套模具的

2、设计工作。关键词：方孔扳手；冲压；模具设计目 录1 绪论1 1.1 模具发展的现状及趋势11.2 相关模具制造12 材料分析和模具结构的确定22.1 工艺分析22.2 工艺方案的确定22.3 毛坯形状，尺寸和下料方式的确定32.4 排样和材料的利用率42.5 冲模结构的确定53 主要数据的计算73.1 各部分工艺力计算73.1.1 落料力的计算73.1.2 卸料力的计算73.1.3 推件力的计算73.2 工作部分尺寸计算83.2.1 落料刃口尺寸计算83.2.2 冲孔凸模与凹模刃口尺寸的计算93.3 凸模凹模主要尺寸的计算103.4 凸模强度的校核133.4.1 凸模承压能力的效核133.4.

3、2 抗纵向弯曲应力的效核144 主要工作部分的形式选择154.1 凸模固定形式的选择154.2 凹模的选择154.2.1 凹模结构形式的选择154.2.2 凹模刃口形式的选择154.3 凸凹模的选择165 冲裁设备的选择与验算175.1 冲裁设备的选择175.2 冲裁功的验算185.3 压力中心的确定195.4 闭模高度的计算196 其它零件的设计与选择216.1 弹性元件的计算216.2 定位零件的设计216.3 卸料装置的设计226.4 推件装置的设计236.5 凸凹模固定板的设计246.6 垫板选用246.7 导柱导套的布置和选用256.8 模柄的选用266.9 模具主要零件的材料的选用

4、267 模架选择288 模具工作原理及总装图298.1 模具的工作原理298.2 模具总装图29结论31致谢32参考文献331 绪论1.1 模具发展的现状及趋势在当下的现代化生产中，模具已经发展成为了我国的重要基础工业之一，其成型具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点。模具制造工艺是一门严谨的需要技术的课程。任何模具零件的工艺路线和所采用的工艺方法生产条件密切相关，在处理工艺技术问题时一定要理论联系实际。对于同一个加工零件，在不同的生产条件下可能采用不同的工艺路线和工艺方法达到工作的技术要求。CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术

5、带动和提升模具行业的优越性。 在CAD的应用反面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。1.2 相关模具制造（1）模具的制造：指在相应的制造装备工艺和条件下，直接对模具构件的材料（一般为金属材料）进行加工，以改变其尺寸、相对位置和形状；使之成为符合要求的构件，再将这些构件经配合、定位并固定装配成模具的过程。这一过程，是通过按照各种工艺和工艺过程管理、工艺顺序进行加工、装配来实现的。（2）模具制造技术：就是运用各类生产工艺装备和加工技术，生产出各种特定形状和加工作用的模具，并使其应用于实际生产中和一

6、系列工程应用技术。它包括：产品零件的分析技术、模具的设计、制造技术、模具的质量检测技术、模具的装配、调试技术和模具的使用、维护技术等。（3）模具的制造过程：模具制造过程可分为模具与制造工艺设计，生产准备和加工，装配、试模三个阶段。生产管理部门，车间进行。2 材料分析和模具结构的确定 图2-1 零件图 工件名称：方孔扳手 生产批量：大批生产 材 料：Q235 材料厚度：2mm2.1 工艺分析该零件是长方形的轴对称工件，总体上结构简单。冲裁件为Q235钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能，冲裁件结构简单，但内外有尖锐角；零件图上尺寸均未标注偏差，属未注公差尺寸，可按IT4精度等级确定工件尺

7、寸的公差：67 0-0.74、8+0.360、87 0-0.87、200-0.52、250-0.52。2.2 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。方案一：采用单工序模具，即先落料后冲孔，需两套模具；方案二：采用复合模具，即一次完成落料冲孔工序，只需要一套模具；方案三：采用级进模具，即先冲孔再落料，只需要一套模具。三种方案的比较见表2-1所示：表2-1 三种方案的比较 模具种类比较项目单工序模复合模级进模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复

8、杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需两个工序，即需要两套模具，两台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证，生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。综上分析，冲裁件尺寸精度不高，尺寸不大，形状不复杂，

9、定位要求不高。根据材料厚度（2mm）特点：冲模有较高的生产率，生产批量大，冲裁件的平直度要求不高，所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。所以采用方案二的复合模。2.3 毛坯形状，尺寸和下料方式的确定由于该工件是不规则图形，最大尺寸是落料的长度，且生产批量大，所以为了送料方便快速，坯料可以用条料，宽度应比工件的最大宽度大两个单边搭边值，两冲裁件也应留一个最小的搭边值，以保证冲裁出完整的工件，避免残缺工件的产生。提高坯料的利用率，提高生产效率和工件质量。条料宽度的尺寸计算与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关，本套模具中没有侧压和侧刃装置，则条料宽度的计算按下式： （2

10、-1）式中： -条料的宽度（mm）； -工件的最大宽度=87mm； -冲裁时留的最小搭边值=2mm；则:b=87mm+22mm=91mm条料的送料步距按下式： （2-2）式中： -送料步距（mm）； -最小搭边值（mm）=2mm；则：h=25mm+2mm=27mm2.4 排样和材料的利用率排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般冲裁时产生的废料分两种，一种是冲孔的废料和材料尾部余料，这种废料的产生与排样无关，而只与零件的结构有关，称之为结构废料；另一种是料头、前、中、侧面的搭边，与搭边选用及工艺方法有关，称之为工艺废料。所以要提高材料的利用率就要合理排样，尽可能地减少工艺废料

11、。工件的排样如下图2-2所示：图2-2 排样图由于工件的形状和结构的限制这里采用有废料排样的方法，排样时为保证工件的质量要求而留有搭边值，其值在前面已经查出。那么材料的利用率按式：= （2-3）式中： -条料的材料利用率； n-条料上冲件总数，此取n37； F1-工件实际面积（mm）； A-条料长度（mm）此取A1000mm； B-条料宽度 （mm）B91mm。则：=371691/100091100%=72.4% 2.5 冲模结构的确定首先从上面我们已经确定这是一套复合模，分析这个冲件可知，它是一个不规则图形形且是轴向对称的冲件，而且最大尺寸可直接通过落料得到，内孔的冲裁又会产生废料，所以总体

12、上应将落料的凹模固定在上模座上，而冲孔的凹模固定在下模座上，这样先完成落料，再随着模具的继续动作完成冲孔，而冲孔产生的废料可以通过与冲孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于条料只有2mm，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作，以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以可用两个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上，考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般

13、，而且是大量的生产，应尽量能提高模具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位。再根据下面的倒、顺装复合模的比较，最后确定，整套模具采用倒装的形式。具体特点的比较如下表2-2：表2-2 倒、顺装复合模的比较比较项目倒装复合模顺装复合模工作零件装配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，下落到模具工作面上采用弹顶器自下模（凹模）内顶出至模具工作面上冲裁件的平整度较差较好废料排除废料凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时及从凸凹模内推出凸凹模的强

14、度和寿命凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂受力情况比倒装复合模好，但凸凹模的内形尺寸易磨损增大，壁厚可比倒装的薄生产操作废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全废料自上而下击落，和工件一起汇聚在模具工作面上，对生产操作不利适应性冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时，可直接固定要下模上，不用固定板适用于薄料的生产，平整度要求较高，以及壁厚较小，强度较差的凸凹模 3 主要数据的计算3.1 各部分工艺力计算由于本工件的材料较薄，且工件的尺寸较小，所需的冲裁力不大，一般冲裁设备即可满足所用的力，不需要采取降低冲裁力的措施，采用平刃冲裁即

15、可。以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。3.1.1 落料力的计算落料力计算： （3-1）式中： F落-落料力（N）； L-工件外轮廓周长 L=392mm； T-材料厚度 t=2mm； -材料抗剪强度 查表得：。 则：F=1.31992392=203KN3.1.2 卸料力计算 （3-2）式中： -卸料力因数，=0.05。则：F=0.05（203+33）=11.8KN3.1.3 推件力的计算推件力： 按式3-3： （3-3）式中： -推件力因数，其值由书中查得=0.55； N-工件在凹模内的个数，取n=1；则：F推=30.055（203+33）=39KN当采用刚性卸料和下出件的模具（如刚性

16、卸料的单工序模或级进模等）时： （3-4）当采用弹压卸料和下出件的模具（如弹压卸料的单工序模、级进模或上模刚性推料的倒装复合模等）时： （3-5）用倒装复合模冲裁时，与落料有关，与冲孔有关。当采用弹压卸料和上出件的模具（如上模弹压卸料、下模弹顶出件的单工序或上模刚性推料的正装复合模等）时： （3-6）此时，与落料有关，单工序模的与落料力有关，正装复合模中与冲孔力及落料力都有关。而本零件则采用弹性卸料和下出件的模具，则采用式3-6。故由上数值计算得总的冲裁力：=287KN3.2 工作部分尺寸计算3.2.1 落料刃口尺寸计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具的刃口尺寸精度，凸模与凹模刃口尺寸和公差，直

17、接影响冲裁件的尺寸精度，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。 图3-1 凹模刃口图落料模设计时，以落料凹模刃口尺寸与冲件尺寸基本一致，作为设计基准尺寸，凸、凹模间隙靠减小凸模刃口尺寸得到。由于模具在冲裁过程中不断被磨损，致使凹模刃口尺寸逐渐增大，故设计时，应选用接近或等于工件的最小极限尺寸作为凹模刃口尺寸。在选择凸、凹模刃口尺寸公差时，应依照冲件的精度要求，以经济合理为原则。一般模具精度应比冲件精度要求至少高两个级别。按书中表得冲裁模刃口双面间隙，Zmin=0.246，Zmax=0.360。工件的未注公差尺寸按IT14

18、级 凹模磨损后变大的尺寸：A1 A3 A4刃口尺寸计算公式：AA=（AMAX-X）+A0式中： AA-相应的凹模刃口尺寸； AMAX-工件的最大极限尺寸； -工件公差； 查表得：X1=X2=X4=0.5 A1A=（87-0.50.87）1/40.87=86.565+0.2175mm A3A=（25-0.50.52） 1/40.52 =24.74+0.13mm A4A=（20-0.50.5）1/40.52=19.74+0.13mm 凹模磨损后不变化的尺寸：A2A 刃口尺寸计算公式：CA=（C-0.5）+-0.5A CA2=（67-0.50.74） +-0.50.741/4mm =66.63+-0

19、.0925mm 查表得: Zmin=0.246mm Zmax=0.360mm 凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间（0.2460.360）mm。3.2.2 冲孔凸模与凹模刃口尺寸的计算：凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度，模具的合理间隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此确定凸凹模刃口尺寸及公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。冲四方孔用的凹模刃口尺寸应根据凸模的实际尺寸及最小合理间隙Zmin配制.故在凹模上只标注基本尺寸，不标注偏差，同时在图样技术要求上注明:凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙值为Zmin- Zmax。图3-2 凸模刃口图凸模磨损后变小的尺寸

20、：8mm刃口尺寸计算公式：bT=（bmin+X）0-T式中： bT-相应的凸模刃口尺寸; bmin -工件孔的最小极限尺寸; -工件公差查表得：X=0.75 bT=（8+0.750.36）0-1/40.36mm =8.270-0.90 mm查表得：Zmin=0.246mm；Z max=0.360mm 凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配制，保证双面间隙（0.2460.360）mm3.3 凸模凹模主要尺寸的计算（1）冲孔凸模：因为所冲的孔为方孔，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.凸模长度按下公式计算：L=h1+h2+h3式中： h1-凸模

21、固定板的长度 h1=26mm； h2 - 落料凹模板的厚度 h2=28mm； h3-增加长度，即凸模的修磨量h3=mm； L=26+28+6=60mm凸模如图3-3所示：图3-3 冲孔凸模 （2）凹模重要尺寸的计算： 该零件属于无特殊要求的冲孔、落料件。外轮廓由落料获得，孔由冲孔获得。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。 凹模厚度：H=kb=0.2887=24.36mm式中： b-凹模刃口的最大尺寸 K-系数，可查表的k=0.28 凹模壁厚：c=（1.5-2），H=（60-80）m

22、m 取凹模厚度：H=28mm，凹模壁厚c=40mm 凹模宽度：B=b+2c=25+240=105mm 凹模长度：L=b+2c=87+24=167 mm，L取200mm（垂直送料方向） 凹模轮廓尺寸为：200mm105mm28mm 结构如图3-4所示：图3-4 落料凹模 （3）凸凹模的计算：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。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。表3-1 凸凹模的最小壁厚材料厚度t/mm0.40

23、.60.81.01.21.41.61.82.02.22.5最小壁厚mm1.41.82.32.73.23.64.04.44.95.25.8材料厚t/mm2.83.03.23.53.84.04.24.44.64.85.0最小壁厚mm6.46.77.17.68.18.58.89.19.49.710 凸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4.9mm，该壁厚为4.9mm即可，本设计中凸凹模的壁厚为6mm，故该凸凹模的侧壁强度要求足够。 在这里所说的凸凹模是指落料凸模和冲孔凹模，其尺寸可根据冲孔凸模和落料凹模的一些尺寸来进行确定，具体尺寸见下图3-5所示： 图3-5 凸凹模3.4

24、 凸模强度的校核3.4.1 凸模承压能力的效核：要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，按下式3-11计算：对于圆形凸模 ： （3-11）式中： -凸模最小断面的压应力； -圆形凸模最小截面的直径 ； -冲裁材料厚度； -冲裁材料抗剪强度； -凸模材料的许用压应力，对于T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等工具钢，淬火硬度为HRC5862时，其可以选取=（1.01.6）103MP凸模有特殊导向时，可取=（23）103MP ；则： 即，满足要求，所以符合凸模设计要求。3.4.2 抗纵向弯曲应力的效核凸模冲裁时，可视为压杆。当凸模细长时，必须根据欧拉公式进行

25、纵向弯曲应力的效核。对于方形凸模按下式3-12计算： （3-12）式中： -允许的凸模最大自由长度；F-冲裁力；d-凸模最小截面的直径；则： 即，满足要求，所以符合凸模的长度设计要求。4 主要工作部分的形式选择4.1 凸模固定形式的选择凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表4-1所示：表4-1 固定形式的特点比较固定形式固定方法特点凸模固定板固定一般采用H7/p6过渡配合，圆形凸模则采用凸肩固定定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困难与上模板直接连接采用螺钉，销钉直接把凸模固定在上模板上适用于大型凸模的固定低熔点合

26、金浇注固定或环氧树脂浇注固定使低熔点合金或氧树脂溶化，像粘结剂一样固定在凸模上适用于冲裁0.32mm的板料由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定凸模。4.2 凹模的选择4.2.1 凹模结构形式的选择凹模的结构形式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较如下表4-2所示：表4-2 凹模两种结构形式的比较结构形式制作方法固定方法特点整体式凹模其外形按毛坯和工件的形状制作采用螺钉和销钉直接固定在模板上制造简单，但工作部分与非工作部分都由优质钢制造，损坏后全部更换，浪费材料，成本高组合式凹模凹模工作部分与非工作部分开制造，非

27、工作部分用普通钢制造，凹模以过渡配合压装在凹模固定板内采用螺钉和销钉把凹模固定板紧固在模板上节约贵重的模具材料，且当凹模损坏后是易维修更换，适用于冲制大、中型工件上的小孔由于工件是大批量的生产，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。4.2.2 凹模刃口形式的选择凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，这几种形式比较如下表4-3所示：表4-3 凹模刃口形式的比较刃口形式优点缺点直壁形刃口强度高且刃磨后孔中尺寸不随修磨而变化，制造方便 孔内易积工件或废料，增大了凹模的胀力，推件力，孔壁易损锥形 凹模加工容易，不易积存工件或废料，对孔壁摩擦力和压力小刃口强度较差且刃磨以后孔口

28、尺寸随修磨变大凸台式 可以用锤敲打凸台斜面以调整模具间隙，直到试出满意的冲件 仅适用于冲0.3mm以下的软金属与非金属材料，凹模的硬度一般不高于HRC3538在本套复合模中，由于是大批量生产，凹模会有一定程度的磨损，则根据上面的比较表选用的锥形刃口形式。4.3 凸凹模的选择凸凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较复杂，所以选用镶拼式来加工凸凹模。为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸凹模的最小壁厚即： （4-1） m-最小壁厚值（mm）； t-材料的厚度（mm）；则： 而工件内孔边缘与外边缘相差，7mm2

29、mmt，所以凸凹模强度满足要求。5 冲裁设备的选择与验算5.1 冲裁设备的选择压力机的精度低，会造成模具寿命低，工件精度低等不良后果。压力机的精度分无负荷状态的静精度和负荷状态下的动精度两种。对冲压加工来说，实际需要的是动精度。平行度不好，弯曲加工时造成弯曲角的波动，拉深加工时造成压边力不均匀和凸、凹模间隙不均匀等后果。垂直度不好，需要长加工距离的弯曲拉深加工，在加工行程的各点造成凸、凹模中心错移。综合间隙过大会助长过冲现象发生，因此希望其为必要的最小限度。为安全起见，防止设备超载，可按公称压力 F压（1.61.8）F总的原则选取压力机。由于该工件属于小件，冲裁精度一般而且是大批量生产，在考虑

30、压力机是应以机械压力机为主，而机械压力机加工速度比液压压力机快的多，按公称压力选取压力机，查表5-1：表5-1 开式双柱可倾压力机技术规格型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16J23-16BJ23-25JC23-25公称压力/KN31.563100160160250350滑块行程/mm25354555706580滑块行程次数（次/mm）2001701451201205550最大封闭高度/mm120150180220220270280封闭高度调节量/mm25353545605560滑块中心线至床身距离/mm90110130160160200205立柱距离/mm12015018

31、0220220270300工作台尺寸/mm前后160200240300300370380左右250310370450450560610工作台孔尺寸/mm前后90110130160110200200左右120160200240210290290直径110140170210160260260垫板尺寸/mm厚度30303540605060直径150模柄孔尺寸/mm直径25303040404050深度40555560606070滑块底面尺寸/mm前后90180190左右100200210床身最大可倾角 可选取公称压力为的压力机，其技术参数为： 公称压力： 滑块行程： 最大封闭高度：封闭高度调节量：滑块

32、中心线至床身距离：电动机功率：2.2KW最大倾斜角度：20工作台尺寸：前后；左右610mm工作台孔径：前后：左右：直径模柄孔尺寸：机床总质量：5.2 冲裁功的验算为了使压力机的每次行程功不超过额定数值，从而保证压力机飞轮的转速及保证电动机不超载，必须进行冲裁功的验算：分析工件的结构及要求可知，易采用平刃冲裁：A=mpt/1000 （5-1）式中： A-平刃冲裁功 （Nm）； P-平刃冲裁时的总冲裁力 P=265kN； t-材料厚度 t=2mm； m-系数，一般取值m=0.63则： A=0.63265kN2mm/1000=274.32Nm 350KN即压力机符合要求。5.3 压力中心的确定 对于

33、对称的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心。经过辅助制图软件可确因为工件承受的压力很小，所以压力中心对工件的质量没有很大的影响，故工件的压力中心为工件的几何中心O，如下图： 图5-1 压力中心5.4 闭模高度的计算冲模总体结构尺寸必须与选用的压力机想适应即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸想适应；为了保证模具和压力机相适应，冲模的闭合高度应介于压力机的最大装模高度 和最小装模高度之间，其关系式为5-2。 （5-2）式中： H-冲模的闭模高度；-最大装模高度；-最小装模高度；则：而： 因为所以：所选的压力机符合要求。6 其它零件的设计与选择6.1 弹性元件的计算卸料

34、橡胶的的厚度必须一致，不然会造成受力的不均匀，运动时产生歪斜，影响模具的正常工作。卸料板的工作行程：hI=hI+t=1+2=3mm橡胶工作行程：H工=h工=3mm橡胶的自由高度：H自由=3/（30%-15%）=20mm橡胶的预压缩量：H预=15%H自由=200.15=3mm每个橡胶承受的载荷：F1=F卸/6=12000/6=2000N校核橡胶的自由高度：0.5H自由/D=0.551.5 满足要求。 橡胶的安装高度：H安=H自由-H预=20-3=17mm橡胶块的截面面积：A= F卸/P=12000/2.5=4800 mm2胶块的平面尺寸计算（选用正方形橡胶块）：=70mm6.2 定位零件的设计

35、定位零件选择是工艺规程设计中的重要工作之一。零件选择的正确与合理，可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中会问题百出，更有甚者，还会造成零件大量报废，使生产无法正常进行。定位零件分两类：一类是在送料方向垂直方向的定位，即送进导向，另一类是要在送料方向上定位用来控制送料步距。在本套模具中，分析冲裁件与模具结构形式，应选择导料销和固定挡料销进行导向和定位。导料销可固定在弹压卸料板上，因为送料方向是从前向后，故导料销固定在左边。选用圆柱头固定挡料销，此种挡料销结构简单，制造方便。当固定部分和工作部分的直径差别较大时，不至于削弱凹模的强度。一般装在卸料板上，适用于带固定卸料板或弹压

36、卸料板的模具，应用广泛。共三个，其中两个作为导料销压装在凸凹模的一侧另外一个作为挡料销压装在凸凹模上与送料方面一致的前方，其销头的高度为，即3mm。如下图6-1所示：图6-1 挡料销（上）导料销（下）6.3 卸料装置的设计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，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。在冲压工艺分析中已经选择了弹性卸料装置，采用卸料板进行卸料。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。卸料板的型式较

37、多，本套模具采用弹压卸料板的形式，它的作用是除了把板料从凸凹模上卸下外， 还起到压料的作用。卸料板与凸凹模的单边间隙一般取（0.20.5）mm，厚度一般取（515）mm。卸料板的厚度查表取：厚度。卸料板孔与凸模的单边间隙查表取：；卸料板底面高出凸模底面的尺寸：k=（0.20.3）t=（020.3）2=（0.40.6）mm这里取;卸料螺钉按标准件选取，卸料板的具体结构尺寸如下图6-2所示：图6-2 卸料板的结构尺寸图6.4 推件装置的设计在本套模具中采用弹性推件装置。推件块与凸模的配合不起导向作用，所以此处的单面间隙取（0.10.2）t（t为材料厚度）具体结构如下图6-3所示：1-打杆 2-推板

38、 3-推杆 4-推件块图6-3 刚性卸料装置结构简图6.5 凸凹模固定板的设计凸凹模固定板的外形尺寸通常与凹模板相同，厚度为凹模板厚度的0.8-1倍，确定凸凹模固定板的厚度：28mm0.925=26，凸凹模固定板尺寸：200mm125mm26mm 要求型孔按凸凹模实际尺寸配合做成H7/h6，具体结构尺寸如下图6-4所示：图6-4 凸凹模固定板的结构尺寸图6.6 垫板选用 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，需在凸模端部与上模座之间加上垫板防止模具损坏。 垫板的功能主要是保护上模板，外形尺寸通常与凸模固定板相同，厚度为20mm。凸模固定板尺寸：2

39、00mm125mm20mm查参考文献中国模具设计大典：第3卷 冲压模具设计22.5-17JB/T7643.3-1994，要求型孔按凸模实际尺寸配合做成H7/h6具体的结构尺寸如下图6-5所示：图6-5 凸模垫板的结构尺寸图6.7 导柱导套的布置和选用本工件的生产是大批量，要求模具寿命长，因此采用导柱导套的标准件。由于冲件是一个对称的长形件，为了保证上下模有一个精确的位置关系，避免两个装错时影响冲裁精度，两个导柱选用不同的直径，直径相差一般为23mm。普通冲裁采用滑动导柱导套即可满足冲裁要求。具体的导柱、导套的布置根据下面的比较表选用后侧布置。表6-1 导柱、导套的布置比较布置形式特点适用场合后

40、侧布置 导柱、导套受力不平衡，影响导向精度，但它各个方向敞开，送料操作方便，容易实现机械化，自动化 对导向要求不太严格，且冲压偏移量不大时，广泛采用这种布置方式中间两侧布置受力平衡，但只能一个方向送料多用于弯曲模和拉深模对角布置受力平衡，使用时可两个方向送料，操作方便一般用于中、小型的模具四角布置受力均匀，导向精度高，但结构复杂仅用于大型冲模或工件精度要求特别高的情况导柱、导套的配合间隙根据凸、凹模之间的精度确定，一般当工件材料厚度大于0.8mm时，导柱、导套按H7/h6配合，而导柱、导套与上、下模的配合为H7/r6。选择导柱、导套长度时，应考虑模具闭合时导柱上端面与上模板上平面距离不小于10

41、5mm，而导柱下端和下模板下平面的距离不小于25mm，导套的上端面与上模板上平面的距离要大于3mm，用以排气和出油。可参照下面的关系图，如下图6-6所示：1上模板 2导套 3导柱 4下模图6-6 导柱、导套装模关系图6.8 模柄的选用本模具属于小形冲模，采用压入式标准核模柄，上模座与孔采用H7/m6的过渡配合，并加销钉防转。6.9 模具主要零件的材料的选用模具中各零件的材料选取和要求可参照下表进行选用如下表6-2所示：表6-2 模具材料选用一览表零件名称选用材料热处理HRC上、下模座HT20-40导柱20渗碳6064导套20渗碳5862凸模78A/T8A5862凹模78A/T10A5862模柄A3挡料销454248