挡环冲压模具设计说明书

洛阳理工学院毕业设计（论文）

挡环冲压模具设计

摘要

冷冲压是在常温下使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冷冲压工艺是一种生产效率高、少切屑或无切屑的先进加工方法，在经济和技术方面都具有很多优点。而冲压产品质量的好坏主要取决于冷冲压模具。模具可保证冲压产品的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。本次设计是对给定的产品图进行冲裁模的设计。首先通过对进行零件分析，了解零件结构，并利用所学的绘图软件AutCAD和Pro.E进行二维零件图和三维零件图的绘制，然后通过所学的冲压课程的知识进行零件工艺性分析，设计出几套零件加工工序并进行分析，选择一套最合适的加工方案，最终选择了进行落料冲孔复合模的加工方案，确定加工工艺方案后，进行模具的设计，并通过计算选择合适的压力机。

关键词：冲压、落料冲孔复合模、倒装复合模、工艺性分析

I

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MACHINE COVER PLATE STAMPING MOLD DESIGN

ABSTRACT

Cold stamping is in room temperature makes the separation or sheet forming and get the processing method. Cold stamping process is a kind of high production efficiency, less scraps or no scraps of advanced processing methods in economic and technology has many advantages. Quality of products and stamping mould depends on cold stamping. The product can ensure stamping mould dimension accuracy, make the product quality is stable, but also in the process of product surface damage. This project is a blanking die design based on the original product.The design of the locking lever rider, components, and use of the structure of the drawing software AutCAD and Pro.E two-dimensional and three-dimensional drawing parts drawing, then through the course of stamping process analysis, knowledge parts design several sets of machining process and analysis, choose a suitable processing scheme, ultimately chose compound blank and pierce dies, the processing plan step after processing scheme, mold design, and choose the appropriate through calculation.

KEY WORDS: tamping, composite modulus, compound blank and pierce dies, compound die is flip, process of analysis

II

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目录

前 言 .......................................................................................... 1 第1章 零件的工艺性分析 .......................................................... 4

1.1 冲裁件的工艺性分析 ...................................................... 4

1.1.1 冲裁件的工艺性 .................................................... 4 1.1.2 冲裁件结构的工艺要求 ......................................... 5

第2章 工艺方案及模具形式 ...................................................... 6 第3章 主要工艺参数计算 .......................................................... 7

3.1 排样的设计与计算 .......................................................... 7

3.1.1 排样的设计 ............................................................ 7 3.1.2 合理搭边值及条料宽度的确定 .............................. 7 3.1.3 计算送料步距和条料的宽度 .................................. 7 3.1.4 材料的利用率（η） ............................................... 8 3.2 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位 ........................ 9

3.2.1 冲裁力的计算 ........................................................ 9 3.2.2 卸料力、推件力、顶件力和总冲压力的计算 ..... 10 3.2.3压力机公称压力的确定及初选压力机 .................. 11 3.3压力中心的确定 ............................................................. 11 3.4 工作部分的尺寸计算 .................................................... 12

3.4.1 落料件尺寸计算 .................................................. 12 3.4.2 冲孔件尺寸计算 .................................................. 13

第4章 模具总体设计 ................................................................ 14

4.1 模具类型的选择 ............................................................ 14 4.2 定位方式的选择 ............................................................ 14 4.3 导向方式的选择 ............................................................ 14 4.4 卸料方式的选择 ............................................................ 14

第5章 冲裁模主要零部件设计 ................................................. 15

III

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5.1 工作零件的结构设计 .................................................... 15

5.1.1 凹模的设计 .......................................................... 15 5.1.2 冲孔凸模的设计 .................................................. 16 5.1.3 凸凹模的结构设计 ............................................... 17 5.2 定位零件的设计 ............................................................ 18 5.3导向装置的设计 ............................................................. 18 5.4 卸料装置的设计 ............................................................ 18 5.5 连接与固定装置的设计 ................................................. 18

5.5.1 模柄的设计 .......................................................... 18 5.5.2 固定板的设计 ...................................................... 19 5.5.3 垫板和卸料板的设计 ........................................... 20 5.5.4 螺钉与销钉的设计 ............................................... 21 5.6 模架及组成零件的确定 ................................................. 21

5.6.1 模架的选用 .......................................................... 22 5.6.2 模座的确定 .......................................................... 22

第6章 模具闭合高度及压力机有关参数的校核 ...................... 23

6.1 压力机的校核 ................................................................ 23

6.1.1 公称压力 .............................................................. 23 6.1.2 滑块行程 .............................................................. 23 6.1.3 行程次数 .............................................................. 23 6.1.4 工作台面的尺寸 .................................................. 23 6.1.5 滑块模柄孔尺寸 .................................................. 23 6.2 闭合高度 ....................................................................... 23 第7章 绘制模具总装图和非标零件工作图 .............................. 25

7.1 模具设计图 ..................................... 错误！未定义书签。 7.2 本模具的工作原理 ........................................................ 25 第8章 零件加工工艺编制 ........................................................ 27

8.1 凸凹模加工工艺编制 .................................................... 27 8.2 凸模加工工艺编制 ........................................................ 28 8.3 卸料板加工工艺编制 .................................................... 29

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8.4 凸模固定板加工工艺编制 ............................................. 30 8.5 上模座加工工艺编制 .................................................... 31 8.6 下模座加工工艺编制 .................................................... 31 8.7 导料板加工工艺编制 .................................................... 32 结 论 .......................................................................................... 33 谢 辞 .......................................................................................... 34 参考文献 .................................................................................... 35

V

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前 言

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

(1)冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。

（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点

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才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。

随着国民经济的迅速发展，人们越来越意识到模具是一个“效益放大器”。因为，模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。

冷冲压是各类模具中所占比例最多，应用最为广泛的一种。在汽车和家用电器等生产部门占有十分重要的地位。冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑料性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。它和切削加工相比较具有生产率高，加工成本低，材料利用率搞，产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化和自动化等一系列优点。汽车、摩托车行业是冷冲模的最大市场，其占整个模具市场的一半左右。可见，随着汽车行业的发展，冷冲模在模具工业中的比例越来越大，经济的发展也将越来越迅速，这体现了模具工业在国民经济中的重要性。

当前，由于产品品种增多，更新加快，市场竞争的日益激烈，因此，对模具的要求是交货期短，精度高及成本低。而模具的标准化程度直接影响着这些因素。模具的标准化程度越高，专业化生产越强，模具的生产周期就会越短，生产成本越低，模具质量越高。同时模具设计简化，交货期限缩短，产品更新换代就越迅速。

通过三年的基础课程和专业课程的学习，我对本专业的理论知识已有

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了系统的掌握，为以后走上工作岗位打下了结实的基础。但实践经验匮乏，此次设计的冲压模具就是在这种情况下完成的，错误之处难免，敬请指正。

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第1章 零件的工艺性分析

1.1 冲裁件的工艺性分析

1.1.1 冲裁件的工艺性

要求：设计以下工件的落料冲孔复合模，工件图如下所示：

图1-1 工件图

技术要求： 1. 材料:45钢 2. 材料厚度:2mm

3. 未注公差:按IT14级确定 4. 4.生产批量：中批量

工艺性：挡环属于中等尺寸工件，料厚2mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，工件材料为45，具有良好的塑性，市场上容易得到这种材料，价格适中。因此工件外形可采用落料工艺获得。孔尺寸精度要求一般，可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。

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由以上分析可知，图示工件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。 1.1.2 冲裁件结构的工艺要求

1.冲裁件的形状

冲裁件的形状应尽量简单、对称，工件的形状及尺寸应考虑到使废料尽量减少，增加材料利用率。

2.冲裁件的圆角

冲裁件的最小允许圆角半径与材料的厚度及种类等因素有关，一般情况下，应使R＞（0.3～1）t。满足冲裁件最小圆角半径。

表1-1 冲裁件最小圆角半径R

零件种类 落料 交角?90 ?黄铜、铝 0.18t 0.35t 0.2t 0.4t 合金钢 0.35t 0.70t 0.45t 0.90t 软钢 0.25t 0.5t 0.3t 0.6t 备注/mm >0.25 >0.5 >0.3 >0.6 ?90? 交角?90 ?冲孔 ?90? 3.为了保证冲裁模的强度及冲裁工件的品质，孔边距b1、孔间距b2不能太小，一般取b1>=1.5t、b2>=2t。 b1=30、 b2=50

30>1.5×2 50>2×2 满足要求。 4.最小冲孔直径

查表得无护套凸模的最小冲孔尺寸为0.8×1.2=0.96,已知冲裁件最小冲孔尺寸20，所以满足条件。

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第2章 工艺方案及模具形式

该零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔，可拟订出以下三种工艺方案。

方案一：用简单模分两次加工，即先落料,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料——冲孔复合模。采用复合模生产。 方案三：冲孔——落料级进模。采用级进模生产。 分析各方案的优缺点

方案一：生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为大批量生产，方案二和方案三更具有优越性。

该零件Φ20的孔与外边缘之间的最小距离为30mm，大于此零件要求的最小壁厚（Lmin=2t=2×2=4mm），可以采用冲孔落料复合模或冲孔，落料级进模。复合模的行位精度和尺寸精度容易保证，且生产也高，尽管模具结构较复杂，但由于零件的几何形状复杂程度一般，所以模具的制造并不太困难；级进模的生产效率也高，但零件的冲裁精度稍差，预保证冲压件的行位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具的制造，安装较复合模复杂。

通过对上述三种方案的分析比较，该零件的冲压生产采用方案二的复合模具为佳。

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第3章 主要工艺参数计算

3.1 排样的设计与计算

3.1.1 排样的设计

该零件是圆形零件，直排时材料的利用率较高。虽没有无废料排样材料的利用率高，但制件的精度可以得到保证。

排样图如图3-1所示：

图3-1排样图

3.1.2 合理搭边值及条料宽度的确定

查表得沿边搭边值a=1.5，工件与工件间搭边值a1=1.2。

3.1.3 计算送料步距和条料的宽度

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。此冲裁件选用无侧压装置，无侧压装置时，条料的宽度计算：

00B???[D?2(a??)?Z]?? (3-3)

导板间的距离为：

A?B?Z?D?2(a???Z) (3-4)

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式中 B——条料宽度基本尺寸（mm）； A——导板间距离尺寸（mm）；

D——垂直于送料方向冲件的基本尺寸（mm）； a——侧面搭边值（mm）；

Z——条料与导板间的最小间隙（mm）；

?——条料宽度的单向偏差，可查表3-1。

表3-1条料宽度偏差

条料宽度B/mm 0-50 50-100 100-150 150-220 220-300 0-1 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1-2 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 材料厚度t/mm 2-3 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 3-5 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 由零件图可知：D?70.28,经由查表3-1，3-2得到Z=0.5,??0.6,由前面

000知，a=1.8所以条料的宽度B?0.6?[70.28?2?(1.8?0.6)?0.5]?0.6?75.58?0.6

3.1.4 材料的利用率（η）

材料的利用率（η）的计算公式为

??SS0?100%?SA?B?100% (3-5)

22式中 S——一个进距之间的实用面积（mm）；

S0——一个进距内所需的毛坯面积（mm）；

A——在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离（mm）； B——板（或条）料宽度（mm）。 该冲裁件A=15+a1=15+1.5=16.5,B=75.58

.2??2?3.12?22?4S孔??13?2?1??4???12????622?47.14?30.18?18.95?58.37S?70.28?15?S孔?70.28?15?58.37?995.83

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??

995.83?100%?81.69%

16.5?73.883.2 冲压力的计算并初步选取压力机的吨位

3.2.1 冲裁力的计算 冲裁工艺力主要包括冲裁力F、卸料力F卸、推件力F推和顶件力F顶。

卸卸3推12顶

图3-2 卸料力、推件力和顶件力

冲裁力

冲裁力公式为 P?P孔?P落 式中 P—冲裁力； P孔—冲孔冲裁力； P落—落料冲裁力。 冲孔冲裁力P孔

P孔?nKL孔t? 式中 K—系数（取K=1.3）；

n—孔的个数，n=3。

L孔—冲孔周长，L孔1??d???50?157mm

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L孔2??d???20?62.8mm t—材料厚度，t?1mm

?—材料抗剪强度，查参考文献[2]知LY12，432～549MPa，取

549MPa。

P孔?P1?P2?1.3?157?2?549?4?1.3?62.8?2?549=582664.68=582.66KN

落料冲裁力P落

P落?KL落t? L落??D???160?502.4mm

P落?1.3?502.4?2?549?717125.76N?717.13KN 所以 P?P孔?P落=582.66+717.13=1299.79KN 3.2.2 卸料力、推件力、顶件力和总冲压力P的计算 总 卸料力、顶件力和推件力常用以下经验公式进行计算：

P卸=K卸×P (3-10)

P顶=nK顶×P (3-11) P推=K推×P (3-12)

式中 K P

卸、

K

顶、

K推分别为卸料力、顶件力和推件力系数；

卸、

P

顶、

P推分别为卸料力、顶件力和推件力(N)；

n——同时梗塞在凹模内的工件数。

冲裁力P=79.8KN,K卸、K顶、K推由表3-3查得K卸=0.05,K顶=0.06,K推=0.05。 模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以卸料力P力P顶为

P卸?0.05?1299.79?65

卸、

推件力P

推

顶件

P推?0.055?1299.79?67 P顶?0.06?1299.79?78

表3-3卸料力、推件力、顶件力系数

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材料 料厚t/mm K卸 0.065-0.075 0.045-0.055 0.04-0.05 0.03-0.04 0.02-0.03 0.025-0.008 K推 0.1 0.63 0.55 0.45 0.25 0.03-0.07 0.03-0.09 K顶 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 ?0.1 >0.1~0.5 钢 >0.5~2.5 >2.5~6.5 >6.0 铝、铝合金、纯铜、黄铜 0.02-0.06

当采用弹性卸料装置和下出件的模具时,总的冲压力Fz为

Fz?P?P卸?P推+ P顶 =1299.97+65+67+78=1500 (3-13)

3.2.3压力机公称压力的确定及初选压力机

初选开式可倾式压力机参数压力机型号为J23-160。 查手册选择压力机的主要技术参数如下： 公称压力为：1600KN 滑块行程：160mm 最大闭合高度：4500 mm 闭合高度调节量：130mm

(标准型)工作台尺寸(左右×前后)：1120mm×710mm

(标准型)工作台孔尺寸(左右×前后)：530mm×300mm×Φ400mm (标准型)立柱间距离(不小于)：5300mm 模柄孔尺寸(直径×深度)：Ф70mm×80mm 床身最大可倾角(°)：25° 垫板尺寸：130mm

3.3压力中心的确定

由于机罩是几何对称图形，因此其压力中心在其几何中心。即：

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图4-2 挡环

3.4 工作部分的尺寸计算

刃口尺寸计算采用分开制造法。

3.4.1 落料件尺寸计算

落料件尺寸的基本计算公式为

??DA??Dmax????Zmin?0A (3-16)

DT??DA?ZMIN???T??Dmax????Zmin???T (3-17)

00查表得凸、凹模最小间隙Zmin=0.26mm，最大间隙Zmax=0.38mm。 尺寸1600?0.2，查表3-4得，凸模制造公差?T=0.03mm,凹模制造公差

?A=0.04mm。将以上各值代入?T??A?Zmax?Zmin校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可以按上式计算工作零件刃口尺寸。

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表3-4 简单形状冲裁件（圆形、方形件）冲裁时的?T、?A(mm) 基本尺寸 ≤18 ＞18～30 ＞30～80 ＞80～120 凸模公差?T 0.020 0.020 0.020 0.030 凹模公差?A 0.020 0.025 0.030 0.040 查表得：IT11级时磨损系数X=0.5

DA1??160?0.5?0.2?0

3.4.2 冲孔件尺寸计算

冲孔基本公式为

?0.04?0.04 ?159.90dT??dmin?????? (3-17)

0T (3-18)

?0.015尺寸?500mm,查得其凸模制造公差?T=0.02mm,凹模制造公差

?A=0.02mm。经校验，满足不等式?T??A?Zmax?Zmin，得

0 dT1??50?0.5?0.015?0 ?0.02?50.075?0.02尺寸20：因其未标公差，故按14级精度，查得公差为0.52

dT2??20?0.5?0.52??0.02?20.260?0.02

0

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第4章 模具总体设计

4.1 模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用冲孔落料复合方式冲压，所以模具类型为复合模，为方便小孔废料和成形工件的落下，采用倒装结构。

4.2 定位方式的选择

本制件是大批量生产，采用手工送料方式。由于制件的精度要求不高，制件的外形复杂程度一般，所以选用挡料销和导料板进定位和导向。

4.3 导向方式的选择

为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。为了提高开敞性和导向均匀性，采用后侧导柱模架。

4.4 卸料方式的选择

本模具采用倒装结构，冲孔废料和工件留在凹模孔洞中，为简化模具结构，在下模座中开有通槽，使废料和工件从孔洞中落下。工件厚度为2mm，料厚较薄，选用弹性卸料板来卸下条料废料。

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第5章 冲裁模主要零部件设计

5.1 工作零件的结构设计

5.1.1 凹模的设计

本模具采用螺钉和销钉将凹模直接固定,凹模刃口为直壁式,凹模采用销钉和螺钉固定。

凹模厚度 H?Kb b—凹模孔的最大宽度(mm) K—系数，见表5-1;

表5-1 系数K的数值

b/mm 厚度t 0.5 1 2 3 >3 <50 0.30 0.35 0.42 0.50 0.60 >50~100 0.20 0.22 0.28 0.35 0.42 经计算，得 H?32mm 取H=40mm

凹模壁厚 c=(1.5～2)H (5-4) 取c=2H=2×40=80mm。

选取凹模周界为250mm×200mm。材料选用T10A制造，热处理硬度为58～62HRC。凹模的结构简图如图5-1所示：

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图5-1 凹模的结构简图

5.1.2 冲孔凸模的设计

选用直通式凸模，采用线切割加工，凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的，采用弹性卸料板，其凸模长度用下列公式计算：

L=h1+h2 (5-5)

式中 L—凸模长度，mm h1—凸模固定板厚度，mm h2—凹模厚度，mm

计算得，凸模长度L=28+32=60mm。 凸模强度校核公式为

P孔/Amin≤??? (5-6) 式中 P孔——冲孔冲裁力,N,P孔=13200N

Amin——凸模最小断面积，mm2, Amin=58.37mm2 ???——凸模材料的许用压力，Mpa,查手册???=800 Mpa 因为

P孔13200==226.14Mpa＜???,所以凸模强度符合要求。 Amin58.37凸模固定板材料可用45钢，结构形式和尺寸规格查手册可得

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250mm×200mm×28mm。冲孔凸模的结构简图如图5-2所示：

图5-2 冲孔凸模的结构形式

5.1.3 凸凹模的结构设计

凸凹模是复合冲裁中的一个特殊零件，其内形刃口起冲孔凹模的作用，按凹模设计，其外形刃口其落料凸模作用，按凸模设计。根据整体模具的设计需要，凸凹模的结构简图如图所示。经校核凸凹模的强度能够满足要求。其凸凹模的结构简图如图5-3所示：

图5-3 凸凹模的结构简图

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5.2 定位零件的设计

导料销、挡料销起导向和定位作用。本模具使用固定挡料销。 固定挡料销的设计根据标准件，选用挡料销如图5-4

图5-4 固定挡料销的结构

选用直径d=Φ120?0.090mm，d1=φ8mm，h=4mm，L=40mm，材料为45钢的A型固定挡料销。

5.3导向装置的设计

导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动，对于生产批量较大、零件的要求较高、寿命要求较长的模具，一般需导向装置，本模具采用导柱导套装置。

5.4 卸料装置的设计

根据工件材料厚度为2mm，冲裁时凸模进入凹模深度取1mm，考虑模具维修时刃磨量2mm，在考虑开启时卸料板高出凸模1mm，则总的工作行程h=6mm。弹簧自由高度H=h/(0.25-0.35)=17-24,取H=24

5.5 连接与固定装置的设计

5.5.1 模柄的设计

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本模具选用凸缘式模柄，通过凸缘与上模座连接并加止转销防止转动。这种模柄用螺钉、销钉与上模座紧固在一起,适用于较大的模具。材料选用Q235钢，其支撑面应垂直于模柄的轴线(垂直度不应超过0.02:100)。其具体参数如下：d=Φ40mm，L=91mm现制草图如下并标明其具体尺寸：

图5-6 模柄结构简图

5.5.2 固定板的设计

本模具凸模和凸凹模需要由固定板来固定。固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍,其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同,需考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸凹模安装孔与凸凹模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸凹模端面和固定板一起磨平。

现选用标准凸模固定板尺寸为:250mm×200mm×28mm，凸凹模固定板尺寸为250mm×200mm×28mm。固定板材料选用Q235。

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5-7凸凹模固定板

5.5.3 垫板和卸料板的设计

垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，防止模座被压出凹坑，影响凸模的正常工作。垫板的外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取3～10mm。垫板材料为T8A，淬火硬度为54～58HRC。垫板上，下表面应磨平，以保证平行度要求。为了便于模具装配，垫板上的销钉通孔直径可比销钉直径增大0.3～10.5mm。垫板的外形尺寸为：250mm×200mm×10mm。

卸料板的边界尺寸和固定板相同，选用材料为Q235，厚度为10mm。 因此卸料板的标准尺寸为：250mm×200mm×10mm。

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5-8卸料板

5.5.4 螺钉与销钉的设计

模具上常用的紧固零件是螺钉和销钉，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。螺钉的规格选用M16，在根据实际要求,查标准选用M16；销钉根据标准选用A10,材料为45钢。

5-9紧固螺钉

5.6 模架及组成零件的确定

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5.6.1 模架的选用

本模具选用由上模座,下模座,导柱,导套组成导柱模模架及其零件已经标准化，在此选用后侧导柱模架，设计时参照

5.6.2 模座的确定

本模中具选用标准模架，因在前述中确定了凹模尺寸为250㎜×200㎜×40㎜，根据标准(GB/T2851.3-1990)确定上模座尺寸为:250㎜×200㎜×50㎜，下模座尺寸为:250㎜×200㎜×60㎜。导柱为?32mm×190mm，导套为?32mm×115mm×48mm。

。

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第6章 模具闭合高度及压力机有关参数的校核

6.1 压力机的校核

6.1.1 公称压力

根据公称压力选取压力机型号为J23-160,压力为1600KN>145.08KN,得以校核。

6.1.2 滑块行程

滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=2,凸模冲入凹模的最大深度4mm,导料板的厚度H=12，即S1=(2+12+4)mm=18mm

6.1.3 行程次数

行程次数为45/min.因为生产批量为大批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.满足使用要求。

6.1.4 工作台面的尺寸

根据下模座L×B=250㎜×200㎜,且每边留出30mm~50mm,即L1×B1=300mm×250mm,而压力机的工作台面L2×B2=1120mm×7100mm,冲压件和废料从下模漏出,故符合要求,得以校核。

6.1.5 滑块模柄孔尺寸

滑块上模柄孔的直径为Φ40mm,模柄孔深度为60mm,而所选的模柄夹持部分直径为Φ40mm,长度为56mm故符合要求,得以校核。

6.2 闭合高度

模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时,模具上模座上平面至下模座下平面间的距离。它与压力机的配合应该遵守下列关系:

(Hmax-Hd)-5≥H≥(Hmin-Hd)+10

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式中 Hmax——压力机的最大闭合高度,mm;

Hmin——压力机的最小闭合高度,mm; H——模具的闭合高度,mm; Hd——压力机垫板厚度,mm。

模具的闭合高度：H闭=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8，代入数据计算得 H闭=（40+10+15+25+10+34+25+50）mm=205mm 由压力机型号知

Hmax=220mm

M=45mm

Hd=10mm

Hmin=Hmax–M=220-45=175mm(M为闭合高度调节量/m) 由公式： (Hmax-Hd)-5≥H≥(Hmin-Hd)+10得

(220–10)-5≥205≥(175–10)+10

即205mm≥205mm≥175mm,所以所选压力机合适,即压力机得以校核。

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第7章 绘制模具总装图

7.1 本模具的装配图

图7-1 模具总装图

1—下模座；2—导柱；3—凸凹模固定板；4—弹簧；5—卸料螺钉；6—卸料板；7—凹模；8—导套；9—上模座；10—紧固螺钉；11—螺钉；12—模柄；13—打料杆；14—推板；15—推杆；16—垫板；17—凸模固定板；18—冲小孔凸模；19—冲大孔凸模；20-推件块；21—凸凹模；22—圆柱销；23—挡料销；24—导料销

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7.2 本模具的工作原理

制成该工件采用的是复合模具结构，根据前述分析采用复合模具的倒装结构，凹模7，凸模18、19装在上模，凸凹模21装在下模。

根据装配图可知，条料沿两个导料销24从前向后送进，采用挡料销23控制送料步距。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下下行，首先推件块接触坯料，上模部分继续下行，进行冲裁，导柱，导套对上，下模的运动起到可靠的导向，凹模7上需设置相应的让位孔。冲裁完毕，卡在凸凹模外的条料搭边废料由下模部分的弹性装置卸下，冲孔废料由下模部分的漏料孔落下，冲裁的工件卡在上模内，随上模一起回程，上行到一定位置，打杆碰到曲柄压力机上的打料横杆，打杆及推件块将工件推出模外。然后，再开始下一个行程；掉头冲裁时靠使用挡料销进行首次定位，以后各次使用挡料销进行定位。

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第8章冲压模具零件加工工艺的编制

8.1凸凹模加工工艺过程

如表8-1所示

表8-1凸凹模加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 工序名称 备料 热处理 铣 平磨 工序内容 将毛坯铸成405mm×185mm×50mm 退火 铣六面，厚度留单边磨量0.2~0.3mm 磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相平面磨床 垂直 划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓5 6 7 8 9 钳工 钳工 铣 热处理 平磨 线 加工好凸模,配作冲孔凹模达要求 铣漏料孔达要求 淬火，回火，保证HRC60~64 磨厚度及基面见光 按图切割各型孔，留0.005~0.01单边研10 线切割 11 钳工 量 研光各型孔达要求 铣床 平面磨床 线切割机床 铣床 设备 12 检验

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8.2凸模加工工艺过程

如表8-2-1,8-2-2,8-2-3所示

表8-2-1落料凹模加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名称 备料 热处理 铣 平磨 钳工 钳工 钳工 热处理 钳工 工序内容 将毛坯铸成470mm×245mm×30mm 退火 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相平面磨床 垂直 划推件块轮廓尺寸及孔位置尺寸 加工好孔，配作落料凹模达要求 钻φ10,功Mφ12钻铰φ10 淬火，回火，保证HRC60~64 磨各配合面达要求 表8-2-2冲孔凸模加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 寸 5 6 7 8 9 倒角 钳工 热处理 钳工 检验 28

设备 铣床 钻床 10 检验 工序名称 备料 热处理 车外圆 车工作尺工序内容 备料φ40mm×74mm 退火 车外圆达配合尺寸 车工作尺寸达要求 倒角达要求 抛光达表面要求 淬火，回火，保证HRC58~62 磨平上下表面达要求 设备 车床 车床 车床 洛阳理工学院毕业设计（论文）

表8-2-3冲孔凸模加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工序名称 备料 热处理 线切割 铣 钳工 钳工 热处理 钳工 检验 备料φ10×74 退火 按图切割外形,留0.005~0.01单边研量 铣工作尺寸留0.01 倒角达要求 抛光达表面要求 淬火，回火，保证HRC58~62 磨平上下表面达要求 工序内容 设备 线切割机床 铣床 说明:余下三个冲孔凸模按表8-2-3同理加工

8.3卸料板加工工艺过程

如表8-3所示

表8-3卸料板加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 工序名称 备料 热处理 铣 平磨 工序内容 将毛坯铸成470mm×250mm×14mm 退火 铣六面，厚度留单边磨量0.2~0.3mm 磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相平面磨床 垂直 划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓5 钳工 线 设备 铣床 29

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线切割机6 7 8 9 10 线切割 钳工 平磨 钳工 检验 按图切割各型孔，保证双面间隙0.5mm 钻铰2×φ100?0.015床 钻床 平面磨床 磨厚度及基面见光 研光各型孔达要求

8.4凸模固定板加工工艺过程

如表8-4所示

表8-4凸模固定板加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 工序名称 备料 热处理 铣 平磨 工序内容 将毛坯锻成407mm×250mm×30mm 退火 铣六面,厚度留单边磨量0.2~0.3mm 磨厚度到上限尺寸，磨侧基面保证互相平面磨床 垂直 划各型孔，螺孔，销孔位置划漏孔轮廓5 钳工 线 线切割机6 7 8 9 线切割 钳工 钳工 平磨 按图切割各型孔，保证配合尺寸 钻铰2×φ100铆接处倒角 磨厚度及基面见光 研光各型孔达要求 ?0.015设备 铣床 床 钻床 平面磨床 ，钻攻4×M12 10 钳工 11 检验

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8.5上模座加工工艺过程

如表8-5

表8-5上模座加工工艺过程

工序号 1 2 4 5 6 工序名称 备料 热处理 平磨 钳工 线切割 工序内容 取标准上模座 退火 平磨上下平面达要求 划螺孔，销孔位置划模柄孔轮廓线 按图切割各型孔，保证配合尺寸 钻铰2×φ100?0.015设备 平面磨床 线切割机床 钻床 ，钻攻4×M12，7 8 9 钳工 钳工 检验 配钻模柄防转孔 研光各型孔达要求

8.6下模座加工工艺过程

如表8-6所示

表8-6下模座加工工艺过程

工序号 1 2 4 5 6 7 工序名称 备料 热处理 平磨 钳工 线切割 钳工 工序内容 取标准上模座 退火 平磨上下平面达要求 划螺孔，销孔位置划模柄孔轮廓线 按图切割各型孔 钻铰2×φ100?0.015设备 平面磨床 线切割机床 钻床 ,钻沉孔 31

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8 9 钳工 检验 研光各型孔达要求 8.7导料板加工工艺过程

如表8-7所示

表8-7导料板加工工艺过程

工序号 1 2 3 4 5 6 工序名称 备料 热处理 钳工 钳工 钳工 检验 工序内容 取标准导料板 退火 划螺孔,销孔位置 钻铰4×φ100?0.015设备 ,钻攻4×M12，4×M17 钻床 按图加工与始用挡料销的配合处达要求

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结 论

在毕业设计的两个多月中，经过查阅大量相关文献及参考书，完成了本次毕业设计的多要求的任务：设计挡环的落料冲孔复合模具。在这个过程中通过查阅资料，发现模具的设计可以根据不同要求和模具工作环境，设计与之相符的模具。

所设计的模具具有的特点是结构简单，制造方便。因为设计零件本身要求的精度不高，所以在设计过程中坚持简单实用为基本原则。模具在结构上，除了必要的工作部件和定位出料装置，没有过多的设计其它辅助元件，降低了模具加工制造的难度和制造成本，但合理准确的结模具构设计结构确保模具在使用过程中保证产品的精度。模具在结构上采用了悬臂式落料冲孔复合模。这种结构最常用，模具不仅结构简单，而且出件也方便。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套作为导向零件。

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谢 辞

本设计是在孙小捞老师的直接关怀和悉心指导下完成的。在设计过程中孙老师的渊博知识和严谨的治学态度以及平和的人生态度是值得我终生学习的，是我以后工作的楷模。在此，我衷心的感谢所有教过我的老师以及多次给过我重要建议的老师们，谢谢他们的指点和点拨。同时，我更加衷心的感谢孙老师在这段毕业设计时日里无微不至的关怀和栽培。

通过这次毕业设计，我深切体会到团体力量的重要性。无论是参考资料的互借，还是问题的探讨，都对这次设计的顺利进行起到至关重要的作用。这次毕业设计能够顺利完成，离不开同学们的热心帮助，更离不开孙老师对我的我耐心指导和大力支持，借此向他们表示衷心的感谢。

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参考文献

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