短连杆冲压工艺及模具设计

题目：止动杠杆冲压模具毕业设计毕业设计说明书

目 录

绪论 ???????????????????????????????6 第一章 冲材件工艺性分析?????????????????????8 第二章 冲裁工艺方案的确定???????????????????10 第三章 模具总体设计??????????????????????11 第四章 模具总体设计??????????????????????12 第五章 模具设计计算??????????????????????13 第六章 主要部零件设计?????????????????????21 第七章 较核模具闭合高度及压力机有关参数????????????24 第八章 设计并绘制模具总装图、选取标准件????????????25 第九章 绘制非标准件件零件图??????????????????25 总结 ?????????????????????????26 致谢 ?????????????????????????27 参考文献 ???????????????????????????28

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甘肃畜牧工程职业技术学院毕业设计（论文）

任 务 书

机械工程 系（部） 模具设计与制造 专业 2 班学生 学号

一、毕业设计（论文）题目： 短连杆冲压工艺及模具设计

二、毕业设计（论文）工作规定进行的日期： 年 月 日起至 年 月 日 止 三、毕业设计（论文）进行地点： 四、任务书的内容：

目的：通过毕业设计这个最终阶段重要的实践教学环节，培养自己综合运用所学基本理论、基本知识和基本技能，分析和解决有关模具的实际问题能力；通过毕业设计使自己原有知识进一步深化、综合、扩展，专业技能进一步提高。从而成为社会需要的合格人才。

任务：

设计冲裁模具一套：

工件名称：止动杠杆 工件简图：如下图1 所示 生产批量：大批量 材料：Q235-A 钢

材料厚度：1.5mm

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图1

工作日程安排： 1）准备阶段：（9月9日）

学生在指导教师指导下确定设计题目 2）毕业设计阶段：（9月10日～9月25日）

学生在指导教师的指导下，进行模具的设计。初步完成后，指导教师审阅，并修改。 3）编写设计说明书阶段（9月26日～9月29日） 4）修改说明书阶段（9月29日～10月2日）

学生根据指导教师提出的意见和建议，对说明书作必要的补充修改，并于10月3日前交全部设计终稿。

5）答辩准备阶段（10月6日～10月9日）

指导教师审定设计推荐合格的学生参加答辩，学生准备答辩资料。 6）论文答辩阶段（10月10日～10月12日）

毕业设计分组、答辩。 设计（论文）要求：

1） 模具总装配图1张（1号或2号图纸，包括制件图、条料排样图）。 2） 模具典型零件图4～5张。 3） 典型零件加工工艺过程

4） 设计计算说明书1份（共5000字） 主要参考文献：

《冷冲压模具设计指导》，王芳主编 《冷冲模设计》，丁松聚主编 《冷冲模具设计及制造》，高鸿庭、刘建超主编 《冷冲模国家标准》GB2873-81

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《模具设计与制造简明手册》

《冷冲压模具结构图册》 学生开始执行任务书日期 200 年 月 日 指导教师签名：

年 月 日

学生送交毕业设计（论文）日期： 2008 年10 月6 日 教研室主任签名： 年 月 日

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学生签名：

年 月 日

绪 论

冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。

模具，做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。 研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义，模具技 术已成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志之一，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位日益提高，并在国民经济发展过程中发挥越来越大的作用。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。

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工件名称：止动杠杆 工件简图：如下图1 所示 生产批量：大批量 材料：Q235-A 钢

材料厚度：1.5mm

图1

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第1章 冲材件工艺性分析

1.1 材料

表1 碳素结构钢的化学成分、性能及用途

牌号 等级 化学成分 Wc/% ?s/MPa ?s/% 钢材厚度和型材直径<16mm 195 215 235 33 31 26 ?b/MPa 315-390 用途举例 Q195 Q - A B A B C D A B - 0.06-0.12 0．09-0.15 0.14-0.22 0.12-0.20 <0.18 <0.17 用来制造薄钢板、钢丝、钢管、管材、钢钉、螺钉、螺钉地、地角螺钉等 用来制造拉钉、螺栓、螺母、轴等 Q23 5 375-460 Q255 255 24 410-510 用来制造各种型钢和钢板 Q275 - 0.28-0.38 275 20 490-610 相当与35-40钢

表2 部分碳素钢抗剪性能

材料名称 普通碳素钢 牌号 Q195 Q235 Q275 材料状态 未退火 抗剪强度 260～320 310～380 400～500

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由表1、表2 分析知：Q235-A 钢具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。综合评比均适合冲裁加工。

1.2 工件结构形状

工件结构形状相对简单，有两个矩形孔；孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为5mm 满足许用壁厚要求（两矩形孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁。

1.3 尺寸精度

根据零件图上所注尺寸公差，经查公差表，内孔和外形都为IT12 级，尺寸精度均较低，普通冲裁完全可以满足要求。

根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，适宜冲裁加工。

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第2章 冲裁工艺方案的确定

方案一：先落料，后冲孔。单工序模生产。 方案二：冲孔—落料复合冲压。复合模生产。 方案三：冲孔—落料级进冲压。级进模生产。

表三 各种模具结构和特点比较

模具种类 比较项目 零件公差等级 零件平面度 安全度 制造工作量和成本 使用场合 无导向 低 低 单工序模 有导向 一般 较低 级进模 可达IT13-IT10 小零件厚度0.2-6mm可加工复杂的零件 比较安全 冲裁简单的零件时，比复合模低 大批量小型冲压件的生产 复合模 可达IT10-IT18 形状与尺寸受模具的结构与强度的限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm 不安全，需要安全措施模具 冲裁复杂的零件时，比级进模低 形状复杂，精度要求较高，平面要求高的中小型钢件的大批量生产 不安全，需要安全措施 低 比无导向的稍高 厚度精度要求低的小批量冲件的生产

由表3 知：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案三只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，但模具轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高。方案二也只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小，制造比方案三简单。

通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。

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第3章 模具结构形式的确定

正装式复合模和倒装式结构比较：

正装式复合模适用于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件，还可以冲制孔边距较小的冲裁件。倒装式复合模不宜冲制孔边距较小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单，又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，所以应用十分广泛。

制件的平直度要求较高，孔边距较小，工件最小壁厚为5mm 接近倒装式复合模最小许用壁厚4.9mm,不能使用倒装是复合模生产。由以上分析确定该制件的生产采用正装式复合模具生产。

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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，采用复合模冲压，所以模具类型为正装式复合模。

4.2 操作与定位方式

4.2.1 操作方式

零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式，也能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。 4.2.2 定位方式

因为导料销和固定挡料销结构简单，制造方便。且该模具采用的是条料，根据模具具体结构兼顾经济效益，控制条料的送进方向采用导料销，控制送料步距采用固定挡料销。

4.3 卸料、出件方式

4.3.1 卸料方式

刚性卸料与弹性卸料的比较：

刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2—0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm 且模具结构为倒装的场合。

弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm 的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1—0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。

工件平直度较高，料厚为2mm 相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。 4.3.2 出件方式

因采用正装式复合模生产，故采用上出件为佳。

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4.4 确定送料方式

因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B 大于送料方向的凹模长度L 故采用纵向送料方式，即由前向后送料。

4.5 确定导向方式

方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模.纵向送料的落料模复合模。 方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。 因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。

方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。 方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该复合模采用中间导柱的导向方式，即方案四最佳。

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第5章 模具设计计算

5.1 排样计算条料宽度、确定步距、计算材料利用率

5.1.1 排样方式的选择

方案一：有废料排样沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由 冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：少废料排样因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较 方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。

方案三：无废料排样冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。

5.1.2 计算条料宽度

搭边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。或影响送料工作。搭边值通常由经验确定，表4 所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。

根据零件形状，查表4 工件之间搭边值a=2.0mm, 工件与侧边之间搭边值a1=2.2mm,条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，小偏差为负值—△

B=（Dmax＋2a） （公式1）

式中Dmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸

a— 冲裁件之间的搭边值

△—板料剪裁下的偏差（其值查表5）

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故条料宽度在123.7—124.4mm 之间

5.1.3 确定步距

送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定挡料销位置的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。

进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。 复合模送料步距S

S＝12＋26＋2 ＝40mm

5.1.4 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，它是衡量合理利用材料的重要指标。 一个步距内的材料利用率

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η＝Ａ/BS×100% (公式2)

式中 Ａ——一个步距内冲裁件的实际面积

Ｂ——条了宽度 Ｓ——步距

由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。

排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：

1、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。

2、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3、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。 一个步距内冲裁件的实际面积

Ａ=20×24＋(40＋50)×7

?3510mm2

所以一个步距内的材料利用率

η=Ａ/BS×100%

=3510/4984.8×124×40.2×100% =70.4%

考虑料头、尾料和边角余料消耗，一张板材上的总利用率η总为

η总= nA1/LB×100% (公式3)

式中n—一张板料上冲裁件的总数目；

A1—一个冲裁件的实际面积； L—板料长度； B—板料宽度。

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查板材标准（见附录1），宜选用650mm×1300mm 的钢板，每张钢板可剪裁为5 张条料（124.4mm×1300mm）,每张条料可以冲32 个工件，所以每张钢板的材料利用率

η总= nA1/LB×100%

=32×(3510-664)/124.4×1300×100% =62.4%

根据计算结果知道选用直排材料利用率可达62.4%，满足要求。

5.2 冲压力的计算

5.2.1 冲裁力的计算

在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入凹模材料的深度而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具重要依据之一。 用平刃冲裁时，其冲裁力Ｆ一般按下式计算：

F=KLtτ

式中 F—冲裁力

L—冲裁周边长度 t—材料厚度 τb—材料抗剪强度 Ｋ—系数

L=120＋2×24＋50＋20＋40＋2×15＋2×26＋2×14＋2×10＋2×30=468mm 系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。 τ所以

F=KLtτ

b

b 的值查表2 为310-380Ｍpa,取τb=380Mpa

b ( 公式4)

=1.3×468×2×380 =462384N

5.2.2 卸料力、顶件力的计算

在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。

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为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。一般按以下公式计算： 卸料力

F X=KXF （公式5）

顶件力

FD=KDF （公式6） FX=KXF

=0.05×462384N=23119.2N

（KX 为卸料力系数，其值查表6 可得）

FD=KDF

=0.06×462384N=27743.88N

所以总冲压力

FZ=F+FX+FD

=462384N+23119.2N+27743.88N =513247.08N

压力机公称压力应大于或等于冲压力，根据冲压力计算结果拟选压力机为J23—

63。

5.3 模具压力中心的确定

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确

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定：

1.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

2.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。

解析法的计算依据是：各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该轴的力矩。求出合力作用点的坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具的压力中心。

使用解析法确定模具的压力中心，具体步骤如下： （1）按比例画出凸模刃口的轮廓形状。

（2）在凸模刃口轮廓内（或外）的任意处，作坐标O—X，O—Y 作为基准坐标轴。 （3）将凸模刃口轮廓线分为若干基本线段（直线段或圆弧段）L1、L2、L3?.L n，并用各段长度代表各自的冲裁力。

（4）确定凸模刃口各线段的压力中心的位置及其坐标（X1，Y1）、（ X2，Y2）?（Xn，Yn）。

（5）根据“力矩定理”确定凸模的压力中心坐标点（Xn，Yn）， 即

X0=（L1x1＋L2x2＋?Lnxn）/(L1＋L2＋?Ln) （公式7） Y0=（L1y1＋L2y2＋??Lnyn ）/（L1＋L2＋?＋Ln） （公式8）

用解析法计算压力中心时，先画出凹模形口图。在图中将XOY 坐标系建立在建立在图示对称中心线上，将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1~L10 共10 组基本线段，用解析法求得该模具压力中心的坐标。有关计算如表5 所示。

由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，压力中心偏移坐标原点O 较小，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心依然选在坐标原点

5.4 模具刃口尺寸的计算

5.4.1 冲裁间隙分析

根据JB/Z271——86 规定，冲裁间隙是指凸，凹模刃口间隙的距离，用符号C 表示，其值可为正也可为负，在普通冲裁模中均为正值。它对冲裁件的断面质量有极其重要的影响，此外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。

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因此，冲裁间隙是冲裁工艺与模具设计中的一个非常重要的工艺参数。 1、间隙对冲裁件尺寸精度的影响

冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，二是模具本身的制造偏差。 2、间隙对模具寿命的影响

模具寿命受各种因素的综合影响，间隙是也许模具寿命诸因数中最主要的因数之一，冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面及材料间的摩擦减小，并延缓间隙由于受到制造和装配精度的限制，出现间隙不均匀的不利影响，从而提高模具寿命。 3、间隙对冲裁工艺力的影响

随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不显著，当单边间隙在材料厚度的5~20%左右时，冲裁力的降低不超过5~10%。间隙对卸料力推料力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模里卸料和从凹模里推料都省力当当单边间隙达到材料厚度的15~25%左右时的卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。 4、间隙值的确定

由以上分析可见，凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只是彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损、生产中通常只选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙Cmin，最大值称为最大合理间隙Cmax。考虑到模具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造新模具时要采用最小合理间隙值Cmin。 确定合理间隙的方法有经验法、理论确定法和查表法。根据近年的研究与使用的经验，在确定间隙值时要按要求分类选用。对于尺寸精度，断面垂直度要求高的

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制件应选用较小的间隙值，对于垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降冲裁力、提高模具寿命为主，可采用较大的间隙值。由于理论法在生产中使用不方便，所以常采用查表法来确定间隙值。 经验公式；

软材料： t＜1mm，C=(3%~4%)t

t=1～3mm，C=(5%~8%)t t=3～5mm，C=(8%~1%)t

硬材料： t＜1mm，C=(4%~5%)t

t=1～3mm，C=(6%~8%)t t=3～8mm，C=(8%~13%)t

根据分析冲裁模间隙采用查表法确定，查冲裁模初使用间隙（见附录2）得

Zmax=0.360mm,Zmin=0.246mm。

工件形状较复杂，采用配作法加工凹、凸模。配作法加工的特点是模具的间隙由配做保证，工艺比较简单，无需较核[δT＋δA]≤Zmax—Zmin 的条件，并且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易，所以采用配作法加工。 5.4.2 落料

241200落料时应以凹模为基准件来配作凸模。凹模磨损后变大的尺寸有：?0.21、?0.25、

0380?0.25、

400?0.25、

500?0.25、

300?0.21，凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配制，保

证双面间隙值（0.246-0.360）mm。

5.4.3 冲孔

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?0.21?0.18261400冲孔时应以凸模为基准件来配作凹模。凹模磨损后变小的尺寸有：、、

?0.21?0.1530010、0。凹模磨损后不变的尺寸有：45±0.12 各刃口尺寸具体计算见

凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配制，保证双面间隙值（0.246-0.360）mm

5.5 卸料橡胶的设计

5.5.1 卸料板工作行程h h=h1+h2+t =1+3+2=6mm

h1 为凸凹模凹进卸料板的深度1mm，h2 为凸凹模冲裁后进入凹模的深度3mm,t 为 材料厚度2mm。

5.5.2 卸料橡胶工作行程H

H=h1+h0 =6+5=11mm

h0 为凸凹模修磨量，取5mm 5.5.3 卸料橡胶自由高度H0

H0=4H

=4×11=44mm

取H 为H0 的25%

5.5.4 卸料橡胶的预压缩量H1

H1=15%H0

=0.15×44=6.6mm

（一般取H1=10%—15%H0） 5.5.5 每个橡胶所承受的载荷F1

根据模具安装位置和模具结构，选取4 个卸料橡胶。

F1=Fx/4

=3960/4=990N

5.5.6 卸料橡胶的外径D

D2=d2+1.27F1/P

=1444mm

所以

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D=38mm

（取P=1，d=13）

5.5.7 较核卸料橡胶自由高度H0

X=H0/D =44/38=1.16

0.5

H2=H0-H1=44-6.6=37.4mm

23

第6章 主要部零件设计

6.1 工作零件的结构设计

6.1.1 凸凹模

零件外形相对复杂，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸凹模强度和刚性，将凸

凹模设计成阶梯式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。凸凹模总长L：

L=H1+H2+H3-H4

=20+37.4+15-1=71.4mm

H1 为凸凹模固定板厚度，H2 为橡胶安装高度，H3 为弹压卸料板厚度，H4 为凸凹模凹

进弹压卸料板的深度。 6.1.2 落料凹模

落料凹模采用整体凹模，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。其外形尺寸按相关公式计算： 凹模厚度 H=KS （公式9） =0.2×120=24mm (取凹模厚度H=30mm 凹模宽度

B=S+(2.5-4.0)H （公式10） =120+（2.5-4.0）×30 =195—240mm

取凹模宽度B=220mm 凹模长度

L=S1+2S2 （公式11）

24

=38+2×52=142mm

（其中S 为垂直于送料凹模刃壁间最大距离，S1 为送料方向刃壁间最大距离，S2 为凹模刃壁至边缘的最小距离，K 为系数查相关图表可得。）

凹模整体轮廓尺寸L×B×H=142mm×220mm×30mm

6.1.3 冲孔凸模

所冲孔为矩形孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸孔凸模设计成阶梯式，采用

数控铣削床加工。其总长按相关公式计算：L=h1+h2+h3 =20+20+30=70mm

（其中h1 为凸模固定板厚度，h2 为凹模垫板厚度，h3 为凹模厚度。）

6.2 卸料部件的设计

6.2.1 卸料板的设计

卸料板采用45 钢制造，淬火硬度40—45HRC，卸料板轮廓尺寸与落料凹模轮廓尺

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寸

相同，厚度为15mm。 6.2.2 卸料螺钉的选用

卸料板上设置4 个卸料螺钉，公称直径为10mm,螺纹部分为M8×10mm,卸料螺钉尾

部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。卸料螺钉拧紧后，应使卸料螺板超

出凸凹模端面1mm,有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。

6.3 模架及其他零部件的选用

该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可防止由于偏

心力矩引起的模具歪斜，以凹模轮廓尺寸为依据，选择模架规格。导柱d/mm×L/mm 分

别为Φ30mm×220mm,Φ32mm×220mm ；导套d/mm×L/mm×D/mm 分别为Φ30mm×120mm

×40mm, Φ32mm×120mm×42mm。

上模座厚度H1 取45mm,凸凹模垫板厚度H2 取10mm,凸凹模固定板厚度H3 取20mm,卸料板厚度H4 取15mm。下模坐厚度H5 取50mm,凸模垫板厚度H6 取10mm,凸模固定板厚度H7 取20mm,凹模垫块厚度H8 取20mm。 模具闭合高度H

H=H1+H2+H5+H6+H 凸+H 凸凹-h

=45mm+10mm+50mm+10mm+70mm+71.4mm -3mm =248.4mm

式中H 凸—冲孔凸模长度，70mm； H 凸凹—凸凹模长度，71.4mm； h—凸模冲裁后进入凹模的深度3mm。

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第7章 较核模具闭合高度及压力机有关参数

7.1 较核模具闭合高度

模具闭合高度H 应该满足

Hmin-H1+10≤H≤Hmax-H1-5（公式12） 式中Hmax—压力机最大闭合高度； Hmin—压力机最小闭合高度； H1—垫板厚度。

根据拟选压力机J23—63，查开式压力机参数表（见附录3）得： Hmax=450mm, Hmin=270mm,H1=80mm. 将以上数据带入公式12，得 200

经计算该模具闭合高度H=248.4mm，在200mm—365mm 内，且开式压力机J23— 63 最大装模高度280mm,大于模具闭合高度247.4mm , 可以使用。

7.2 冲压设备的选定

通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J23—63 能满足使用要求。其主要技术参数如下：

公称压力：630KN 滑块行程：120mm 最大闭合高度：360mm 最大装模高度：280mm

工作台尺寸（前后×左右）： 480mm×710mm 垫板尺寸（厚度×直径）： 80mm×230mm 模柄孔尺寸：50mm×70mm 最大倾斜角度：30o

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第8章 设计并绘制模具总装图、选取标准件

按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。 绘制模具装配图，见图纸。

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第9章 绘制非标准件零件图

根据已确定的零件结构及参数，按照制图标准绘制非标准件零件图，见图纸。

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总 结

本次毕业设计让我系统地巩固了大学三年的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。

从2010年7月到9月，我们历时两个月，系统地巩固了如：《塑料模具与冲压模具》、《机械制图》、《机械制造基础》、《模具加工工艺》等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。

总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我大学三年学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。

通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。

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致 谢

本毕业设计是在雷文斌老师的精心指导下完成的。在此，向他表示衷心的感谢。从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过二个月的努力，这次毕业设计划上了一个圆满的句号，为以后的工作打下了基础。同时，希望各位读者在对此文的不足给抒指导，批评和提出宝贵的意见和建议。在此，对关心和指导过我各位老师和帮助过我的同学表示衷心的感谢!

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参考文献

[1]阎其凤主编.模具设计与制造.北京：机械工业出版社出版，2000. [2]甄瑞麟主编.模具制造工艺学.北京：清华大学出版社出版，2005. [3]张铮主编.模具设计与制造实训指导.北京：电子工业出版社出版，2000. [4]翁其金主编.冷冲压技术.北京：机械工业出版社出版，2000. [5]梁炳文主编.板金冲压与窍门.北京：机械工业出版社出版，2004.

[6]王甫茂，李正锋主编.机械制造基础.上海：上海交通大学出版社出版，2005. [7]刘力主编.机械制图.北京：高等教育出版社出版，2004.

[8]翁其金主编.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社出版，1999.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/eox7.html