I 平底鐵杯落料拉深沖孔模具畢業設計 摘要 本文介紹了平底鐵杯沖壓工藝，分析了原沖壓工藝的缺陷，設計了新的 落料 、 拉 深、沖孔復合模 。該 模具設計制造簡便易行 ， 落料 、 拉 深、 沖孔效果好，能極大地提高生產效率，但落料拉 深凸 凹模設計較為重要，設計中充分考慮 了 其落料拉 深 模口形狀。 全文共分 六 章， 通過 闡述落料拉深沖孔復合模的工藝設計與結構設計過程 ， 對拉深凸模、落料凹模、落料拉深凸凹模等模具主要的成型零件以及各種標準零件進行 了 設計計算和選擇，確定落料拉深沖孔復合模的整體結構框架 ， 最后對復合模裝配和工藝性進行了分析并 繪制 了 模具總 裝 圖 和非標準件零件圖。 本文設計 的復合模 通過理論分析和大量的工程實踐探索，可以將傳統的分模加工合二為一，使落料、拉深、沖孔一次成形，避免了分模加工中定位誤差的生產，從而保證了質量，降低了成本，提高了生產效率 ，又可減少設備投資和模具制造費用。 關鍵詞 ：平底鐵杯 ， 沖壓 ， 復合模 ， 落料 ， 拉深 ， 沖孔 II Abstract This present paper introduce the stamping technics of a flat bottom iron cup.The defects of former stamping technics are analysed.A new compound die is designed with blanking and drawing and punching.The die design and manufacture simply with well blanking, drawing and punching.It can greatly improve the production efficiency,but the design of blanking and drawing die is very important.It should fully consider the shape of blanking and drawing die.The paper altogether is divided into six chapters.Through process design and structure design of the compound die drawing process falls on punching, drawing male die, blanking die, blanking and drawing die molding parts main mold and a variety of standard parts of the design calculation and selection, determine the overall framework of compound die punching down the drawing.At the end of the compound die assembly and process are analyzed and to draw the mold assembly drawing and non standard parts drawing. In this paper, the design of compound die through theoretical analysis and engineering practice of exploration, can the traditional mold processing become, the blanking, drawing, punching a forming, avoid the positioning mould processing error production, so as to ensure the quality, reduce the cost, improve production efficiency, and reduce the investment in equipment and mold manufacturing costs. Key words : falt bottom iron cup， stamping， compound die， blanking， drawing， punching III 目 錄 前言 . 1 1 緒 論 . 2 1.1 沖壓的概念及特點 . 2 1.2 沖壓的基本工序及模具 . 3 1.3 沖壓技術的應用與發展 . 4 2 工藝方案的分析與確定 . 7 2.1 零件的工藝分析 . 7 2.2 工藝方案的確定 . 8 3 主要工藝參數計算 . 9 3.1 毛坯尺寸的計算 . 9 3.2 確定拉深次數 . 10 3.3 排樣及材料利用率 . 10 3.4 工序壓力計算 . 12 3.5 模具壓力中心計算 . 13 4 模具的總體設計 . 14 4.1 沖壓設備的選擇 . 14 4.2 模具結構形式的確定 . 16 4.3 沖模設計中應采取的安全措施 . 17 5 主要零部件設計及計算 . 19 5.1 主要零部件的設計 . 19 5.1.1 沖裁模刃口尺寸的計算 . 19 5.1.2 落料凹模設計 . 22 5.1.3 沖孔凸模設計 . 22 5.1.4 凸凹模設計 . 23 5.1.5 凸模與凹模的固定 . 25 5.1.6 凸、凹摸 強度校核 . 26 5.2 模架的設計 . 27 5.3 卸料 與 頂件零件的設計 . 29 IV 5.4 導料、定位與導向零件的設計 . 30 5.5 緊固零部件的設計 . 31 5.6 固定與支撐零件的設計 . 31 6 落料拉深沖孔復合模裝配 . 34 6.1 模具裝配的內容和目的 . 34 6.2 模具裝配的精度要求 . 34 6.3 沖 壓模具 裝配的技術要求 . 34 6.4 落料拉深沖孔復合模裝配 及工作過程 . 35 結論 . 38 致謝 . 39 參考文獻 . 40 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 1 前言 目前我國模具工業與發達國家相比還相當落后。主要原因是我國在模具標準化，模具制造工藝及設備等方面與工業發達國家相比差距很大。 隨著工業產品質量的不斷提高，模具產品生成呈現的品種、少批量、復雜、大型精密更新換代速度快。模具設計與技術由于手工設備，依靠人工經驗和常規機加工，技術向以計算機輔助設計，數控編程切屑加工，數控電加工核心的計算機輔助設計技術轉變。 模具生產制件所表現出來的高精度，高復雜程度 ,高生產率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來，從而有好的經濟效益，因此在批量生產中 得到廣泛應用，在現代工業生產中有十分重要的地位，是我國國防工業及民用生產中必不可少的加工方法。 隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展，沖壓零件日趨復雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發展，沖模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動密集、依靠人工的手工技巧及采用傳統機械加工設備的行業轉變為技術密集型行業，更多的依靠各種高效、高精度的 NC（ Numerical Control） 機床、 CNC(Computer Numerical Control)機床、電加工機床，從過去的單一的機械加工 時代轉變成機械加工、電加工以及其他特種加工相結合的時代。模具制造技術，已經發展成為技術密集型的綜合加工技術。 本文應用專業所學課程的理論 知識 和實際 生產 知識進行沖壓模具 的 設計工作 ，通過實際訓練培養 和 提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充沖壓模具設計等課程所學的內容，掌握沖壓模具設計的方法和步驟，懂得 如何 分析零件的工藝性 并 確定工藝方案，了解模具的基本結構，提高計算能力 、 繪圖能力，熟悉規范和標準，提高獨立思考 的 能力。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 2 1 緒 論 1.1 沖壓的概念 及 特點 沖壓是指在常溫下 ，利用沖壓模具在壓力設備上對板料或熱料施加壓力，使其產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的一種壓力加工方法。由于沖壓過程通常是在常溫下完成的，同時被沖壓的材料通常都是板料，為與其他壓力加工方法進行區分，也把沖壓加工過程稱為冷沖壓或板料成形加工。 在沖壓零件的生產中，合理的沖壓成形工藝、先進的模具，高效的沖壓設備是必不可少的三要素。如圖 1-1 所示。 其中，沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法（各種沖壓工序的總和）和技術經驗；沖壓模具是指在冷沖壓加工中，將板料（包括金屬和非金屬材料）加工成零件或半成品的一種 特殊工藝裝備，簡稱冷沖模；沖壓設備是指用于安裝沖壓模具并實施加工過程的壓力設備。 圖 1-1 沖壓零件的影響因素 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下 ： （ 1） 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （ 2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的 尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量 ， 而模具的壽命一般較長 ， 所以沖壓的質量穩定 ,互換性好 ， 具有 “ 一模一樣 ” 的特征。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 3 （ 3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 （ 4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具 制造的精度 高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益。 1.2 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指 板料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到強度極限以后，使板料發生斷料而產生分離，分離出的部分即為需要的沖壓件 ；成形工序是指 板料在沖壓力作用下，變形部分的應力達到屈服極限，但為達到強 度極限，使板料產生塑性變形，成為具有一定形狀、尺寸與精度制件的加工工序 。 根據工藝性質 沖壓模具可分為以下四類： （ 1）沖裁模 ： 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （ 2）彎曲模 ： 使板料毛坯或其它坯料沿著直線產品彎曲變形，從而獲得一定角度和姓張的工件模具。 （ 3）拉深模 ： 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 （ 4）成形模 ： 是將毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形 模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 根據工序 合成 度 可分為以下三類： （ 1）單工序模 ： 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （ 2）復合模 ： 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 4 （ 3）級進模（也稱為連續模） ： 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部 分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環。 1.3 沖壓技術的 應用與發展 隨著工業產品質量的不斷提高，沖壓生產正呈現多品種、少批量、復雜、大型、精密、更新換代速度快的特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發展。而計算機技術和制造技術的迅速發展，也使得沖壓模具設計與制造技術正由 手工設計、依靠人工經驗和常規機械加工技術向以計算機輔助設計與分析（ CAD/CAE）、數控切削加工、數控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（ CAD/CAM）技術轉變。 （ 1）沖壓成形理論及沖壓工藝的發展 冷沖壓變形基礎理論的研究發展迅速，更加準確、實用、方便的計算方法被應用于材料的手里分析之中，這使得人們可以正確地確定沖壓工藝參數和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決了冷沖壓變形中出現的各種實際問題，進一步提高了沖壓件的質量，新的工藝方法得以研究成功并推廣。例如精沖壓、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、超塑性成形 工藝以及其他高效、經濟的成形工藝等。冷沖壓技術水平得到了進一步的提高。 隨著計算機技術的飛躍發展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬分析技術，即利用有限元等數值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，通過分析數值技術結果，幫助設計人員實現優化設計。 （ 2）模具先進制造工藝及設備的發展 模具制造技術現代化是模具工業發展的基礎。隨著科學技術的發展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進制造技術。模具先進制造技術 的發展主要體現在以下方面：高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲線切割技術、磨削及拋光加工技術和數控測量。模具先進制造技術的應用改變了傳統制模技術模具質量依賴于人為因素和不易控制的狀況，使得河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 5 模具質量依賴于物化因素，整體水平容易控制，模具再現能力強。 （ 3）模具新材料及熱、表處理的發展 隨著產品質量的提高，對模具質量和壽命的要求也越來越高。而提高模具質量和壽命最有效的辦法就是開發和應用模具新材料及熱、表處理新工藝，不斷提高使用性能，改善加工性能。 模具新材料 沖壓模具使用的材料為冷作模具 鋼 ，它的特點是應用量大，使用面廣，并且種類最多。其主要性能要求為強度、韌性、耐磨性。目前，冷作模具鋼的發展趨勢是在高合金鋼 D2（相當于我國 Cr12MoV）性能基礎上，向兩大分支方向發展：一種是降低含碳量和合金元素量，提高鋼中碳化物分布的均勻度，突出提高模具的韌性。另一種是以提高耐磨性為主要目的，為適應高速、自動化、大批量生產而開發的粉末高速鋼。 熱處理、表處理新工藝 為 了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術，尤其是表面處理新技術。除人們熟悉的鍍硬鉻、氮化等表面硬化處理方法外，近年來模具表面性能強化技術發展很快，實際應用效果也很好。其實，化學氣相沉積（ CVD）、物理氣相沉積（ PVD）以及鹽浴滲金屬（ TD）的方法是幾種發展較快、應用最廣的表面涂覆硬化處理的新技術。它們對提高模具壽命和減少模具昂貴材料的消耗，有著十分重要的意義。 （ 4）模具 CAD/CAM 技術的發展 計算機技術、機械設計與制造技術的迅速發展和有機結合，形成了計算機輔助設計與計算 機輔助制造這一新型技術。 CAD/CAM 是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程 。它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，是工程技術人員嫩借助計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優化。模具 CAD/CAM能顯著縮短模具設計及制造周期、降低生產成本、提高產品質量已成為人們的共識。 隨著功能強大的專業軟件和高效集成制造設備的出現，以三維造型為基礎、基于并行工程（ CE）的模具 CAD/CAM 技術正成為發展方向。它能實現面向制造和裝配的設計，實現成形過程的模擬 和數控加工過程的仿真，使設計、制造一體化。 （ 5）快速經濟制模技術的發展 為了適應工業中多品種、小批量生產的需要，加快模具的制造速度、降低模具生產河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 6 成本、開發和應用快速經濟制模技術，越來越受到人們的重視。目前，快速經濟制模技術主要有低熔點合金制模技術、鋅基合金制模技術、環氧樹脂制模技術、噴涂成形制模技術、疊層鋼板制模技術等。應用快速經濟制模技術制造模具，能簡化模具制造工藝，縮短制造周期（比普通鋼模制造周期縮短 70%90%），降低模具生產成本（比普通鋼模制造成本降低 60%80%）。快速經濟制模技術在 工業生產中取得了顯著的經濟效益，對提高新產品的開發速度，促進生產的發展有著非常重要的作用。 （ 6）先進生產管理模式的應用 隨著需求的個性化和制造的全球化、信息化，以及企業內部和外部環境的變化，改變了模具業的傳統生產觀念和生產組織方式。現代系統管理技術在模具企業正得到逐步應用，主要表現在：應用集成化思想。強調系統集成，實現了資源共享；實現由金字塔式的多層次生產管理結構向扁平的網絡結構的轉變，由傳統的順序工作方式向并行工作方式的轉變；實現以技術為中心向以人為中心的轉變，強調協同和團隊精神。先進生 產管理模式的應用使得企業生產實現了低成本、高質量和高速度，提高了企業市場競爭能力。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 7 2 工藝 方案的分析與確定 2.1 零件的工藝 分析 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設計是否合理。一般的講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經濟的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術水平和設備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結構，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實應性的主要因素。 本課題的研究對象 為平底鐵杯 ， 是絡筒機產品中常用零件 之一， 材料 為 Q235A，料厚 t=1mm， 其形狀及尺寸如圖 2-1 所示，工件尺寸公差為 IT12 級， 一般沖壓均能滿足精度要求 ， 是形狀規則的旋轉體零件大批量生產。 a 工件簡圖 b 工件實圖 圖 2-1 工件的簡圖和實體圖 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 8 此工件為 有 凸緣圓筒形工件 ,要求內形尺寸，此工件的形狀滿足拉深的工藝要求，可用拉深工序加工。工件底部圓角半徑 1r = 2r =2mm， 1r t， 2r 2t， 滿足拉深對圓角半徑的要求 ， 按公差表查得為 IT14 級，滿足拉深工序對工件公差等級的要求。 對于所沖孔 5mm，一般沖孔模對該種材料以沖壓 ，底部孔徑 d trd 11 2 ， 而1d =12.5mm， 1r =2mm， t=1mm， 得 d7.5mm， 因而 5 孔符合工藝要求。 2.2 工藝方案的確定 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數，工序的組合和順序等。確定合理的沖裁工藝方案應在不同的工藝分析進行全面的分析與研究，比較其綜合的經濟技術效果，選擇一個合理的沖壓工藝方案。 由圖 2-1 可見，該工件的加工涉及到落料、拉 深 、沖孔三種工序內容。 過去該工件采用落料拉 深、沖孔 2 副單沖模單工序沖制而成，由于不是連續進行沖壓成形，經常會產生各種成形缺陷而且模具數量多，增加了模具的制造成本，生產效率也很低，因此必須進行工藝更新。 根據變形特點，對于帶孔的拉深件，尤其是 5 孔到直壁的距離較近，一般應先拉深后沖孔。現擬定以下幾種 新的 工藝方案： 方案一：先落料，后拉深， 再 沖孔，采用單工序模生產 ； 方案二：落料 拉深 沖孔復合沖壓，采用復合模生產 ； 方案三：落料 拉深 沖孔連續沖壓，采用級進模生產。 方案分析：方案一模具結構較為簡單，但需要三副模具和兩道工序，成本高，生產效率低，難以滿 足大量生產的生產要求。方案二只需要一副模具，減少了工序數量，工件的精度及生產效率都比較高，但模具制造時有一定的困難。方案三也只需要一副模具，生產的制件精度不如復合模生產精度高，模具本身制造也有一定的難度，生產效率不如復合模高，并且生產過程中需要克服工件的精確定位問題。通過對上述三種方案的綜合比較，并且考慮模具的制造精度及制件的精度，該沖壓工藝方案選用方案二較優。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 9 3 主要工藝參數計算 3.1 毛坯尺寸的計算 計算毛坯直徑 D 如圖 2-1 工件圖所示。 H=7mm ， 2d =(14.5-1)mm=13.5mm ， td =17mm 。 工 件 的 相 對 直徑2/ddt =13.5mm/17mm=0.79。根據相對 直徑 從表 3-1 中查得修邊余量 R=1.8mm。 表 3-1 有 凸緣圓筒行拉深件的修邊余量 R（ mm） 凸緣直徑 td 凸緣的相對直徑2/ddt 25-50 2.5 2.0 1.8 1.6 50-100 3.5 3.0 2.5 2.2 100-150 4.3 3.6 3.0 2.5 150-200 5.0 4.2 3.5 2.7 200-250 5.5 4.6 3.8 2.8 250 6.0 5.0 4.0 3.0 （ 1） 計算毛 坯直徑 有 凸緣圓筒形拉深工件的毛坯尺寸計算公式為： 224224 4)(24d rddrhdD （ 3-1） 將 4d =8.5mm， h=1mm， 2d =13.5mm， r=2.5mm， 2d =13.5mm 代入上式，即得毛坯的直徑為： D=8.52+413.51+23.142.5(8.5+13.5)+43.142.521/2=23.5mm 故取 D=23.5mm。 （ 2） 確定是否需要壓邊圈 根據坯料相對厚度： 100Dt =1/23.5100=4.26 式中 t坯料厚度， mm； D毛坯直徑 ， mm。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 10 查文獻【 1】 P310 表 4 80 可知不用壓邊圈，怕 該沖件在拉深過程中會發生起皺，保險起見，采用 剛 性壓邊裝置的模具。這里的壓邊圈實際上是作為定位與頂件之用。 3.2 確定拉深次數 由于拉深件的高度與其直徑的比值不同，有的拉深件科研用一次拉深制成，而有的高度大的拉深件，則需要多次拉深才能制成。 所有根據工件的相對高度（ h/d）和坯料的相對厚度（ t/D100）的大小確定拉深次數 。 查文獻【 1】 P208 表 4 20 可知，由于工件相對 直徑 0.79 在第一次拉深最大 相對高度 0.75 0.90 之間 ，可一次拉深成形。 3.3 排樣及材料利用率 （ 1） 排樣方法 排樣：沖裁件 在條料、帶料或板料上的布置方法。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質量及模具壽命的有效措施。在排樣時應考慮如下原則 ： 提高材料利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當改變沖件形狀） ； 使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動強度。條料在沖裁過程中翻動要少，在材料利用率相同或相近時，應盡可能選條料寬、進距小的排樣方法。這樣還可以板料裁切次數，節省裁備料時間 ； 使模具結構簡單、模具壽命長 ； 保證沖件的質量 ； 對于彎曲件的落料，在排樣時還要考慮板料的纖維方向。 根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為 三種： a 有廢料排 樣， b 少廢料排樣 ， c 無廢料排樣 根據零件圖可選用少廢料排樣 ， 沿沖件部分外形切斷或沖裁 ， 只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間留有搭邊 ， 這 種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。 排樣的形式分為直排式 、 斜排式 、 直對排 、 斜對排 、 混合排等。 根據零件的形狀和排樣方法確定為 少廢料 直排排樣。 （ 2）搭邊與料寬 搭邊 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 11 排樣 時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料叫做 搭邊。 搭邊的作用：一是 補償定位誤差 和剪板誤差 ， 確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產率；三是搭邊可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。 查文獻【 1】 P45 表 2 18 可知 排樣圖搭邊值 a=1.0， a1=0.8 式中 a側面搭邊值 a1沖件之間的搭邊值 搭邊值的大小與下列因素有關： a 材料的力學性能 b 材料的厚度 c 零件的外形和尺寸 d 排樣方法 e 送料及擋料方式 送料步距和條料寬度的確定 a. 送料步距 條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱步距或進距）其大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。 送料進距： s= 1aD （ 3-2） =23.5+0.8mm =24.3mm b.條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時順利在導料板之間送行并與導料板之間有一定的間隙。根據零件圖要求，導料板之間無測壓裝置。 條料寬度： B= aD 2 （ 3-3） =23.5+21mm =25.5mm 式中 D平行于送料方向沖裁件的寬度 。 可得排樣圖 如圖 3-1所示 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 12 圖 3-1 排樣圖 （ 3）材料的利用率 沖裁件的實際面積與所用面板面積的百分比叫 材料的利用率 ，它是衡量合理利用材料的經濟性指標。一個步距內的材料利用率可用下式表示： %100s BA （ 3-4） 式中： A一個步距內沖裁件的實際面積； B板料寬度； s步距。 已知 A= 2)2(D=510.7 2mm ， B=25.5mm， s=24.3mm，可得 =93.4%。 3.4 工序壓力計算 在沖裁模設計中，沖壓力是指 沖裁力 力， 卸 料力， 推件力和頂件力 。它是沖裁時選擇壓力機，進行模具設計校核強度和剛度的重要依據。 （ 1） 沖裁 力計算 F沖=D t （ 3-5） 式中 F沖落料力（） t 材料厚度， t=1mm； 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 13 材料的抗剪強度（ MPa），查得 =375MPa。 落料力則為： F落 =3.1423.5375127.67 kN （ 2）卸料力 F卸 =K卸 F落 （ 3-6） 式中 K卸 卸料力因數，查文獻【 1】 P64 表 2 37可知其值 K卸 =0.04。 卸料力則為： F卸 =0.0427.67kN1.10 kN （ 3） 推件力 沖推推 FKF n （ 3-7） =130.05527.67N =19.78KN 式中 n沖孔時卡在凹模內的廢料數 ； 推K 推件力因素， K 推 0.055。 （ 4）頂件力 沖頂頂 FKF （ 3-8） =0.0627.67 =1.66KN 3.5 模具壓力中心 計算 模具的壓力中心就是 沖裁力合力的作用點。沖模壓力中心應盡可能和模柄軸線以及壓力機滑塊中心線重合，以使沖模平穩地工作，減少導向件的磨損，從而提高模具的壽命。 沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點可轉化為求輪廓線的中心。 其壓力中心就在圓心上。 即 X0=0， Y0=0。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 14 4 模具的總體設計 4.1 沖壓設備的選擇 （ 1） 沖壓設備類型的選擇 沖壓設備選用是沖壓工藝設計過程中的一項重要內容。模具的設計要與沖 壓設備的類型和主要規格相匹配，否則不能工作。正確選擇沖壓設備，關系到設備的安全使用、沖壓工藝的順利實施及沖壓件質量、生產效率、模具壽命等一系列問題。沖壓設備屬鍛壓機械 ， 常見冷沖壓設備有機械壓力機（以 Jxx 表示其型號）和液壓機（以 Yxx 表示其型號）。主要根據所要完成的沖壓工藝性質、生產批量、沖壓件的尺寸大小和精度要求來選擇。 對于中小型沖裁件、彎曲件或拉伸件等，主要選用開式機機械壓力機。開式壓力機雖然剛度不高，在較大沖壓力的作用下床身的變形會改變沖模間隙分布，降低模具壽命和沖壓件表面質量，但是由于它提供了極為 方便的操作條件和易于安裝機械化附屬裝置的特或工作點，所以目前仍是中小型沖壓件生產的主要設備。另外，在中小型沖壓件生產中，若采用導板模或工作時要求導柱導套不脫離的模具，應選用行程較小的偏心軸壓力機。對于大中型沖壓件，多選用閉式機械壓力機，包括一般用途的通用壓力機和專用的精密壓力機、雙動或三動拉伸壓力機等。其中薄板沖裁或精密沖裁時，選用精度和剛度較高的精密壓力機；大型復雜拉深件生產中，應盡量選用雙動或三動拉深壓力機，因其可使所用模具結構簡單，調整方便。 在小批量生產中，多采用液壓機或摩擦壓力機。液壓機沒有固定的 行程，不會因為板料厚度變化而超載，而且在需要很大的施力行程加工時，與機械壓力機相比具有明顯的優點，特別適合大型厚板沖壓件的生產。但液壓機的速度低，生產效率不高，而沖壓件的尺寸精度有時受到操作因素的影響而不十分穩定。摩擦壓力機具有結構簡單，造價低廉，不易發生超載破壞等特點，在小批量生產中常用來彎曲件，尤其適用校平、整形、壓印等成形工序。但摩擦壓力機的行程次數小，生產效率低，而操作也不太方便。在大批量生產或形狀復雜件的大量生產中，應盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機 20。 沖壓設備分類： 機械壓力機按驅動滑塊機構的種類可分為曲柄式和摩擦式； 按滑塊個數可分為單動和雙動； 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 15 按床身結構形式可分為開式（ C 型床身）和閉式（ 型床身）； . 按自動化程度可分為普通壓力機和高速壓力機等。 由于復合模工件需從模具中間出件 ，本模具選用開式曲柄壓力機。 （ 2） 沖 壓設備規格的選擇 在沖壓設備類型選定以后，應進一步根據沖壓加工中所需要的沖壓力（包括卸料力、推料力等）以及模具的結構形式和閉合高度、外形輪廓尺寸等選擇沖壓設備的規格。 公稱壓力 P 公稱壓力是指壓力機滑塊離下止點前某一特定距離，即壓力機的曲軸旋轉至離下止點前某一特定角度（稱為公稱壓力角，約為 30 度）時，滑塊上所容許的最大工作壓力。 對于沖壓工序，壓力機的公稱壓力應大于或等于沖裁時總沖壓力的 1.3 倍，即 P1.3 F 總 ；得 p56.38KN。 滑塊行程 H 滑塊行程是指滑塊從上止點到下止點所經過的距離。 壓力機行程的大小應能保證毛坯或半成品的放入以及成形零件的取出。一般壓力機，其行程至少應大于或者等于成品零件高度的 2.5 倍以上。 H2.5h=2.57=17.5mm 滑塊行程次數 滑塊行程次數是指滑塊每分鐘從上止點到下止點，然后再回到上止點所往返的次數。 其它參數 a 壓力機工作臺尺寸 壓力機工作臺上墊板的平面尺寸應大于模具下模的平面尺寸，并留有固定模具的充分余地。 b 壓力機工作臺孔尺寸 模具底部設置的漏料孔或彈頂裝置尺寸必須小于壓力機的工作臺孔尺寸。 c 壓力機模柄孔尺寸 模具的模柄直徑必須和壓力機滑塊內模柄安裝用孔的直徑相一致，模柄的高度應小于模柄安裝孔深度 5 15mm。 （ 3） 沖壓設備的確定 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 16 根據文獻 【 1】 P543 表 9-3 選擇開式可傾工作臺壓力機。 壓力機主要技術參數 與規格如下： 公稱壓力： 63 KN 滑塊行程： 50 mm 滑塊行程次數： 160 次 /min-1 最大封閉高度： 170mm 封閉高度調節量： 40 mm 滑塊中心道床身距離： 110mm 立柱 間 距離： 150 mm 工作臺尺寸（前后 左右）： 200mm315mm 工作臺孔尺寸（前后 左右 直徑）： 70mm150mm110mm 模柄尺寸（直徑 深度）： 30mm50mm 工作臺板厚度： 40mm 墊板厚度： 30mm 床身最大傾角： 30。 4.2 模具結構形式的確定 要正確選用模具的結構形式，必須根據沖壓件的形狀、尺寸、精度要求 、材料性能、生產批量、沖壓設備、模具加工條件等多方面的因素進行考慮。在滿足沖壓件質量要求的前提下，最大限度的降低沖壓件的生產成本。確定模具的結構形式時，必須解決以下幾個方面的問題： 模具類型的確定 簡單模、級進模、復合模等 ； 操作方式的確定 手工操作、自動化操作、半自動化操作 ； 進出料方式的確定 根據原材料的形式確定進 料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法 ； 壓料與卸料方式的確定 壓料或不壓料、彈性或剛性卸料等 ； 模具精度的確定 根據沖壓件的精度確定合理的模具加工精度，選取合理的導向方式或模具固定方式等。 （ 1） 模具結構的確定 本套模具采用沖孔、落料、拉深復合模。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 17 壓力機一次行程中在一個工位上同時完成兩個或兩個以上沖壓工序（沖裁、拉深、彎曲等）的模具稱為復合模。 復合模的特點：復 合模結構緊湊，一套模具能完成若干工序，大大的減少了模具和占用的沖壓設備的數量，減少了操作人員和周轉時間，從而提高了生產率；在復合模具中幾道沖壓工序是在同一工位上完成的，不用重新定位，可以避免重新定位產生的誤差，從而保證了沖壓件的位置精度；復合模對用料的要求沒有連續模那樣嚴格，不規則的邊角材料也能使用；復合模的結構比單工序模復雜，加工難度大，對模具制造精度要求高，制造周期相對較長，因此模具的制造成本顯著增加；某些帶狹窄面的工件受到凸凹模強度的限制，不能用復合模加工。 （ 2） 定位方式的選擇 因為該模具采 用的是條料，條料送進時，由 導料板 導向，采用 定位銷釘 來控制條料的送進步距。 （ 3） 卸料、出件方式的選擇 根據模具沖裁的運動特點，該模具采用 剛性 卸料裝置和下出料的方式。 （ 4） 導向方式的選擇 為了提高模具的壽命和工作質量，方便安裝、調整、維修模具，該復合模采用后側導柱導套的導向方式。 4.3 沖模設計中應采取的安全措施 （ 1） 模具設計的安全要點 設計模具時應把保證人身安全的問題放在首位，它優先于對工序數量、制作費用等方面的考慮。一般應注意以下幾點： 盡量避免操作者的手部或身體的其他部位伸入模具 的危險區 ； 手必須進入模內操作的模具，在其結構設計時應盡量提供操作的方便；盡可能縮小模具閉合的危險區域；盡可能縮短操作者手在模內操作的時間 ； 設計時就應明確指示該模具的危險部位，并解決好防護措施 ； 保證模具的零件及附件不因設計原因而損壞。其主要零件應有必要的強度和剛度，防止在使用時斷裂和變形 ； 防止操作者的手部伸觸到模具的可動部位，以免受到夾擊和彈傷 ； 不應要求操作者做過多、過難的動作，不應要求操作者的腳步有過大的移動，以河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 18 免身體失去平衡，出現失誤 ； 應盡量避免因出件、清除廢料而影響送料操作 ； 避免模具上的突出物、尖棱處傷人或妨礙操作 ； 20Kg 以上的零件及模具應有起重措施，起重及運輸時應注意安全。 （ 2） 選擇模具結構時的注意事項 盡量采用機械化、自動化送、出料。 運動部件上可能傷人之處應設防護罩，如壓料板的下部、氣缸活塞、鉤爪等處。 在模具上送進和取出坯件的部位要制出空手槽。 模具中的壓料圈、卸料板等彈性運動件要有終極位置限制器，防止彈出傷人。 防止上模頂出板、導正銷等可動件墜落。 防止零件因震動而出現松動和脫落。 應使操作者清晰的觀察到下模的表面狀況，便于送料和定料。 涂漆。危險部位應采用醒目的警戒色涂漆，以便引起操作者的注意。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 19 5 主要零部件設計及 計算 5.1 主要零部件的設計 模具主要零件的結構設計，就是確定工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導向零件以及安裝與固定零件的結構形式和固定方法。在設計時，要考慮到零部件的加工工藝性和裝配工藝性 。 5.1.1 沖裁模刃口尺寸的計算 （ 1） 凸、凹模刃口尺寸的確定 凸、凹模刃口尺寸的確定 原則 a 考慮落料和沖孔的區別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。 b 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應接近或等于沖件的最大極限尺寸。 c 考慮沖件精度與模具精度之間的關系，選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高 23 級。 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸 其公式見表： 表 5-1 凸、凹模分別加工時的工作部分尺寸的計算公式 工序性質 沖件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 0D 0m in )( pP ZDD dd DD 0)( 沖孔 0d 0)( pp dd dd Zdd 0m in )( 其中 ： Dp， Dd 分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp， dd分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 20 D， d 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p， d分別為凸凹模的制造公差，凸模按 IT6，凹模按 IT7 制件的制造公差 Zmin最小合理間隙 X磨損系數，其值在 0.51 之間。 零件精度 IT10 以上， X=1，工件精度 IT14， X=0.5。為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（ Zmax），凸模和凹模制造公差必須 p+ dZmax - Zmin 凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸 對于沖制復雜形狀沖件的模具或單件生產的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。 凸凹模工作部分尺寸計算：其落料件按凹模磨損后尺寸增大（ A 類尺寸），減小（ B 類尺寸）和不變（ C 類尺寸）的規律分三種。沖件按凸模磨損后尺寸減小（ B類尺寸），增大（ A 類尺寸）和不變（ C 類尺寸）的規律分三種。因為工件屬沖孔，根據設計要求確定凸模刃口尺寸并依次為基準配置凹模，按磨損后其尺寸變大，變小，不變。 凸 、凹模刃口尺寸的計算方法 a 落料刃口尺寸計算 對于落料部分按未注公差 IT11 級計算，所以落料件尺寸為 23.50034.0-mm，根據文獻【 1】 P55 表 2 25 查得沖裁刃口雙面間隙為 Zmin 0.08mm,Zmax 0.12mm. 根據文獻【 1】 P57 表 2 28 查得 23.50034.0-的 極限偏差為 ： 凹 +0.025mm，凸 -0.020mm 凹 +凸 =0.025+0.020mm=0.045mm Zmax-Zmin=0.12-0.08 mm =0.04 mm 由于 凹 +凸 Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模配合加工法。磨損系數為x=0.5.則凹模刃口尺寸為 ： 凹D =(D-x） 凹0 （ 5-1） 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 21 =(23.5-0.50.34)+0.025 =23.33+0.025 mm 凹模刃口尺寸 d 凹按凹模實際尺寸配制，其雙面間隙為 0.08 0.12mm 為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造按最小間隙Zmin=0.08mm 配合間隙 ，即 min- ZDD 凹凸 =23.27 008.0 mm。 b 沖孔刃口尺寸計算 對于孔尺寸為 24.008.05，制造公差查表得 凹=+0.02mm 凸=-0.02mm 由 凹 +凸 =0.02+0.02mm=0.04mm 即 凹 +凸 = Zmax-Zmin 凸故采用分開加工，則： 凸d=(d+x )0- 凸 （ 5-2） =（ 5+0.50.16） -0.02 =5.1 02.0-04.0-mm 凹d =（ d+x +Zmin） 凹0 （ 5-3） =（ 5+0.50.16+0.08） +0.02 =5.1 08.006.0mm c 拉深刃口尺寸計算 對于拉深部分的工件 ,根據 文獻【 1】 P307 表 4 76 查得 凹d =0.07mm 凸d=0.04 mm 拉深凸模和凹模的單邊間隙查表，按 Z/2=（ 11.1） t,取 Z=2.2。則可求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸為： d凹=(D-0.75 ) 凹0 （ 5-4） =14.5 07.00mm d凸=（ D-0.75 -Z)0凸 （ 5-5） =12.3004.0-mm 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 22 5.1.2 落料凹模 設計 落料凹模 材料 選用 T10A，熱處理硬度 58 62HRC。 結構尺寸如圖 5-1 所示 ： a 俯視圖 b 剖面圖 圖 5-1 落料凹模 結構圖 5.1.3 沖孔 凸模 設計 選用臺階式凸模，凸模與固定板之間采用 H7/m6 配合， 材料為 Cr12，熱處理硬度60 62HRC。此凸模用導正銷與凸模固定板連接。 凸模的長度一般是根據結構上的需要確定的，其長度按下式計算： 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 23 hhhhL 321 （ 5-6） =52mm 式中： h1 凸模 固定板 高 度 ； h2 卸料板 高 度； h3導尺長度； h 附加 高 度，它包括凸模的修模量、凸模進入凹模的深度 ，凸模固定板與卸料板的安全距離 等，取 19mm ； 其結構尺寸如圖 5-2 所示 圖 5-2 沖孔凸模 結構圖 5.1.4 凸凹模設計 （ 1） 具有落料凸模，與拉深凹模作用的凸凹模 ， 材料 選用 Cr12，熱處理硬度 6062HRC。 拉深凹模圓角半徑根據 文獻【 1】 P308 表 4 78 查得 ：凹r=2.5mm， 其結構尺寸如圖 5-3 所示 ： 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 24 a 主視圖 b 左視圖 圖 5-3 落料拉深 凸凹模 結構圖 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 25 （ 2） 具有拉深凸模，與沖孔凹模作用的凸凹模 ， 材料 選用 Cr12，熱處理硬度 6062HRC。 拉深凸模圓角半徑凸r=（ 0.61）凹r=1.5mm ， 其結構尺寸如圖 5-4 所示 : 圖 5-4 拉深沖孔 凸凹模 結構圖 5.1.5 凸模與凹模的固定 （ 1） 機械固定 機械固定凸、凹模，一般是采用螺釘緊固、壓入配合等方法，常用的幾種如下： 凸模和凹模直接固定在模座上。 凸模（凹模）與固定板采用 H7/m6 配合，上面留有臺階，這種形式常用于零 件形狀較簡單或較厚的材料的沖裁。 采用鉚接固定。 沖壓 H7/m6 配合固緊凹模，一般只在沖裁小件時用。 采用柱銷和螺栓固定。 快速更換凸模（凹模）的固定形式。 （ 2） 物理固定 低熔點合金澆注固定 法 低熔點合金澆注固定法，是利用低熔點合金冷卻膨脹的原理，使凸模或凹模與固定河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 26 板之間獲得有一定強度的聯結。低熔點合金的配方，熔化溫度為 150 170 ，澆注時固定板預熱至 150 200 ，抗拉強度 91.4MPa ,抗壓強度 112MPa ，冷脹率為 0.002mm。 熱套固定 對于硬質合金材料的圓形零件的凹模，常采用熱套固定法，由于鋼的線膨脹系數比硬質合金大，故裝卸較方便。過盈量通常取為直徑尺寸的（ 0.6 1.0） %。精確的計算可按材料力學中的 “組合筒 ”進行。加熱溫度一般為 500 600 。 （ 3） 化學固定 無機粘結劑固定法 粘結表面要求粗糙（一般可用 Ra 值 100 25m），單面間隙可采用 0.1 0.3mm,但有的廠也采用 1 1.25mm。 環氧樹脂粘結劑固定法 本模具中凹模采用銷與螺釘緊固的方法定位和固定，凸模采用銷與螺釘緊固的方法固定，凸凹模采用螺釘固定，銷釘與銷孔的配合方式是 H7/m6。 5.1.6 凸、凹摸強度校核 對于特別細長的凸、凹模，因進行壓應力和彎曲應力校核，檢查其危險斷面尺寸和自由長度是否滿足要求，根據本設計可知 只需對沖孔凸模進行強度校核 （ 1）壓應力校核 對于圓形凸模： /4min 壓td （ 5-7） 式中 mind 凸模最小直徑， mm； t 料厚， mm； 抗剪強度， MPa； F沖裁力， N； 壓凸模材料的許用應力， MPa。 可求得 mind 2.3mm，而 d=5.1 mind ，故設計合理。 （ 2）彎曲應力校核 對于有導向裝置的圓形凸模： 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 27 FdL /270 2m ax （ 5-8） 式中 maxL允許的凸模最大自由長度， mm； d凸模的最小直徑， mm； F沖裁力， N。 可求得maxL55mm，而 L=52maxL，故設計合理 。 5.2 模架的設計 沖模模架標準是 1991 年 5 月 1 日由國家技術監督局批準頻布實施的，該標準是在冷沖模國家標準的基礎上修訂的新標準，其中模架產品標準：（ GB/T2851.1, GB/T2851.3 7, GB/T2852.1 4）共 10 個。模架的選擇一般根據凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應尺寸大 40 70mm。模座厚度一般取凹模厚度的 1 1.5 倍。下模座外形尺寸至少超過壓力機約 50mm，同時選擇的模架與閉合后的模具設計的高度相適應。 通常所說的模架由上模座 ，下模座，導柱，導套四部分組成，一般標準模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖壓設備的滑塊和工作臺固定。上下模間的精確位置由導柱導套來實現。 采用非標準模架，模架的型式和規格決定了上、下模座的型式和規格；所選用或設計的模座必須與所選壓力機的工作臺和滑塊的有關尺寸相適應；模座的上、下表面的平行度公差一般為 4 級；上、下模座的導套、導柱安裝孔中心距精度在 0.02mm 以下；安裝滑動式導柱和導套時，其軸線與模座的上、下平面垂直度公差為 4 級；模座的上、下表面粗糙度為 Ra3.2 0.8m。 模架的選擇應從三方面入手：依據產品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據產品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項二模架類型；根據凹模周界尺寸確定模架的大小規格。 本套模具采用由上模座、下模座、導柱、導套組成的后側導柱式模架。 凹模厚度根據沖 壓 力的大小進行估算 3 10/PH （ 5-9） =18mm 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 28 式中 H凹模厚度 ， mm； P沖裁力 ， N。 凹模壁厚 C 是指凹模刃口與外緣的距離 ， 根據 HC )25.1( （ 5-10） C 取 27mm 式中 H凹模厚度 ， mm； C凹模壁厚 ， mm。 因此，取壁厚為 27mm。 刃壁高度 h，沖件壁厚 t=0.55 時， h 取 5-10mm，則取 h=6mm。 凹模周界： LB=（ 23.3+27+27） （ 23.3+27+27） =77.3mm77.3mm 由以上數據選的模架為： 規格 ： 8080（ 130-150） ， 上模座 808030， 下模座 808030。 如圖 5-5，圖 5-6 所示 圖 5-5 上模座實體圖 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 29 圖 5-6 下模座實體圖 5.3 卸料 與 頂件零件的設計 （ 1） 卸料裝置 卸料裝置有剛性（即固定卸料板）和彈性兩種形式。此外廢料切刀也是卸料的一種形式。固定卸料板卸料力大，但無壓料作用，毛坯材料厚度大于 0.8mm 以上時多采用。彈性卸 料板卸料力小，但有壓料作用，沖裁質量較好，多用于薄料。 本模具中采用 固定卸料板，根據 文獻【 3】 P656 表 14 10 查得 ： 卸料板厚度 h0 =8mm，卸料孔每側與凸模保持間隙 c=0.1 0.5t,t 為沖件材料厚度，取 c=0.2mm。 （ 2） 推件裝置 推件裝置也有剛性和彈性兩種形式。剛性推件不起壓料作用，但推件力大。彈性推件在沖裁時能壓住制件，沖出的制件質量較高，但彈性元件的壓力有限，當沖裁較厚材料時推件的力量不足或使結構龐大。有 時也做成剛、彈性結合的形式，能綜合兩者的優點。既可在沖裁時壓住制件，使沖出的制件質量較高，又提供較大推件力，工作可靠。 本模具中采用 由 打料桿 、 打料銷 、 打料板 、 打料環組成的上模推件裝置 。 （ 3） 頂件裝置 本模具中采用 由 壓邊環、推銷、墊板、橡膠墊、螺桿等 組成的 下模頂 件裝置 。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 30 5.4 導料、 定位 與 導向零件的設計 （ 1） 導料裝置 在本模具中，導料裝置選用導料板，導料長度 L 寬度 B 與凹模相同： L=B=80mm； 根據文獻【 3】 P667 表 14 15 可得導料板厚度： t=4mm； 根據表 14 16 可求得導料板內側 距： 0B =26mm； 導料板端部結構 如 圖 5-7 所示： 圖 5-7 導料板 實體圖 （ 2） 定位零件 定位部分零件的作用是使毛坯送料時有準確的位置，保證沖出合格的制件，不致沖缺而造成浪費。 常用的定位裝置有定位板和定位銷兩類 。定位裝置應可靠并具有一定的強度，以保證工作精度、質量的穩定；定位裝置應可用調整并設置在操作者容易觀察和便于操作的地方；定位裝置應避開油污、碎屑的干擾并且不與運動機構干涉。定位精度要求較高時，要考慮粗定位和精定 位兩套裝置，分步進行；坯料需要兩個以上工序的定位時，它們的定位基準應該一致；設計定位裝置還應考慮避免坯件正、反誤放置的措施。 在本模具中采用定位銷定位 。 （ 3） 導向零件 在大批量生產中為便于裝模或在精度要求較高的情況下，模具都采用導向裝置，以河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 31 保證精確的導向。 導向裝置設計的注意事項 a 導柱與導套應在凸模工作前或壓料板接觸到工件前充分閉合，且此時應保證導柱上端距上模座上平面留有 10 15mm 的間隙； b 導柱、導套與上、下模座裝配后， 應保證導柱與下模座的下平面、導套上端與上模座的上平面留有 1 2mm 的間隙； c 對于形狀對稱的工件，為避免合模安裝時引起的方向錯誤，兩側導柱直徑或位置應有所不同； d 當沖模有較大的側向壓力時，模座上應裝設止推墊，避免導套、導柱承受側向力； e 導套應開排氣孔以排除空氣。 導向裝置的結構 a 滑動式導柱導套結構 這種結構加工裝配方便，易于標準化，但承受側壓能力差。 b 滾動式導柱導套結構 這種結構導向精度高，壽命長、成本高，在高速沖裁和精密沖裁中用的較 多。 導柱： d（ mm） L（ mm） =201 20mm A 型 導套： d（ mm） L（ m） D （ mm） =206532 A 型 導柱導套的配合間隙，必須小于沖裁間隙，按 H7 h6 配合。 導柱導套的長度依據模具閉合高度確定，應符合要求；導套采用 H7/r6 壓入上模座的安裝孔，導柱采用 R7/n6壓入下模座的安裝孔。 5.5 緊固零部件的設計 沖模中用到的緊固件主要是螺釘和銷釘，其中螺釘起聯接固定作用，銷釘起定位作用。螺釘主要承受拉應力，其尺寸及數量一般根據經驗確定，使用內六角螺釘，要按 位置具體布置而定，緊固牢靠，螺釘頭不外露；銷釘常用圓柱銷，數量一般為兩個及兩個以上，盡量遠距離錯開分布，以保證定位可靠；螺釘的旋入深度和銷釘的配合深度一般為公稱直徑的 1.5 2 倍；銷釘與銷孔之間采用 H7/h6 或 H7/m6 配合 。 5.6 固定與支撐零件的設計 （ 1） 模柄的設計 模柄的作用是把上模固定在壓力機的滑塊上，同時使模具中心通過滑塊的壓力中心。 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 32 一般情況下，模柄長度應比模柄孔深度小 5 15mm，保證與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠。 壓入式模柄是最常用的模柄，它與上模座的孔采用過渡配合 H7/m6， 并加防轉銷。旋入式模柄是通過螺紋與上模座連接，并加防轉螺絲。當采用壓入式模柄可能造成上模座或模柄強度和剛度不足時，可選用旋入式模柄。旋入式模柄用于中小型模具。凸緣模柄一般用于大型模具、中小型復合模，上模座中間需開較大推板孔時，也應采用凸緣模柄。槽形模柄一般用于單工序敞開式落料模、彎曲模及其它成形模中。浮動式模柄的主要特點是壓力機的壓力通過凹球面墊塊和凸球面模柄傳遞到上模，以消除壓力機導向誤差對模具導向精度的影響，主要用于高精度模具中。 這里采用 壓入 式模柄，與上模座采用 H7/m6 過渡配合 結構尺寸如圖 5-8 所示 圖 5-8 壓入式模柄實體圖 （ 2） 沖孔 凸模固定板的設計 凸模固定板的作用是將凸模固定在上模座的正確位置上 ， 這里采用圓形固定板，外形輪廓尺寸與凸凹模一致，厚度取 12mm，結構如圖 5-9 所示 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 33 圖 5-9 沖孔凸模固定板實體圖 河南理工大學本科畢業設計（論文）說明書 34 6 落料拉深沖孔復合模裝配 6.1 模具裝配的內容和目的 模具裝配是整個模具制造過程的最后階段，模具裝配圖或驗收技術條件是裝配的依據，構成模具的所有復合技術要求的零件，包括標準件、通用件及成型零件等是模具裝配的基礎。但是有了合格的零件，還必須制定合理的裝配工藝，才能裝配符 合設計要求的模具。 在裝配過程中，即要保證配合零件的配合精度，又要保證零件之間的位置精度。對于具有相對運動的零部件，還必須保證它們之間的運動精度。模具裝配的高低及質量好壞，直接影響零件能否正常生產以及零件的尺寸、形狀精度和成本。所以說，模具的裝配是模具制造過程中重要環節。 沖壓模具裝配完成后，各模具零件組成模具的上模部分和下模部分。沖壓模具工作時，下模部分安裝在壓力機的工作臺上，是模具的固定部分；上模部分通過模柄安裝在壓力機滑塊上，是模具的活動部分 。 6.2 模具裝配的精度要求 模具裝 配精度包括如下方面： （ 1） 相關零件的位置精度 ， 如定位銷孔的位置精度 ， 上 、 下模之間的位置精度等 ； （ 2） 相關零件的運動精度 ， 如導套和導柱的配合狀態 ， 送料裝置