一种硅钢片正装复合模(10模具大 郑鹏)

设计任务书

设计题目 硅钢片正装复合模的设计与制造

摘 要

本套模具设计的是硅钢片冲裁模的模具装配图及加工制造的全过程，其设计思路是根据多个模具加工实例生产中总结而来。设计内容是从零件的工艺性分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。首先，确定该模具类型为冲孔、落料复合模; 接着，做工艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力、确定模具的压力中心、选择压力机和确定冲模的闭合高度；再次，根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和形状。最后，设计出挡料销、卸料板、推件装置、橡胶、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，从而完成整个模具的设计工作，其中一些零件是标准的零件，可以根据设计要求查表选配如：导柱、导套、模架螺母、销钉等。

模具主要零部件结构设计是模具设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、凸凹模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、推件装置、橡胶的选用等重要零部件的设计加工方法和加工注意要点，以及导柱与导套和模柄与模架等标准零件的选取。这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。

本次毕业设计不仅使我重温和熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的知识运用到实践当中，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。其中的细微点更使我认识到做事情的细心、谨慎。这次毕业设计使我更好理解了模具。

关键词：硅钢片，冲孔，落料，凸凹模，复合模

目 录

1 冲压件工艺性分析.................................................. 1

1.1 工艺性分析 .................................................. 1 1.2 冲裁工艺方案的确定 .......................................... 1 1.3 毛坯形状、尺寸和下料方式的确定 .............................. 2 1.4 排样和材料的利用 ............................................ 4 1.5 冲模结构的确定 .............................................. 5 2 主要设计计算...................................................... 7

2.1 各部分工艺力计算 ............................................ 7 2.2 压力中心的确定及相关计算 .................................... 8 2.3 凸模与凹模刃口尺寸的计算 ................................... 10

2.3.1 落料尺寸.............................................. 10 2.3.2 冲孔及中心距尺寸...................................... 11

3 模具总体设计..................................................... 15

3.1 模具类型的选择 ............................................. 15 3.2 定位方式的选择 ............................................. 15 3.3 卸料﹑出件方式的选择 ....................................... 15

3.3.1 出件方式选择.......................................... 15 3.3.2 卸料方式选择.......................................... 16 3.4 导向方式的选择 ............................................. 17 4 凸模、凹模、凸凹模的结构设计..................................... 18

4.1 冲孔凸模结构的设计 ......................................... 18 4.2 凹模结构的设计 ............................................. 18

4.2.1 凹模的结构形式及尺寸计算.............................. 18 4.2.2 凹模刃口形式的选择.................................... 20 4.3 凸凹模的的结构设计 ......................................... 21 5 模具材料的选用及其他零部件的设计................................. 23

5.1 模具材料的选用 ............................................. 23 5.2 模架、模座的选用 ........................................... 24 5.3 定位零件的设计 ............................................. 25 5.4 卸料装置的设计 ............................................. 25 5.5 推件（顶出）装置的设计 ..................................... 26 5.6 凸凹模固定板的设计 ......................................... 27

5.7 垫板选用 ................................................... 27 5.8 导柱导套的布置和选用 ....................................... 28 5.9 模柄的选用 ................................................. 29 6 模具总装图....................................................... 30 7 冲压设备的选择................................................... 32 8 模具零件加工工艺................................................. 33

8.1 落料凸模的加工 ............................................. 33 8.2 落料凹模的加工 ............................................. 34 9 模具的装配和冲裁模具的试冲....................................... 37

9.1 模具的装配 ................................................. 37 9.2 冲裁模具的试冲 ............................................. 38 结 束 语......................................................... 41 致 谢............................................................. 42 参考文献........................................................... 43

1 冲压件工艺性分析

工件如图1.1所示，工件是硅钢片零件，材料为Q 235-A ，厚度t =1.2mm ，大批量生产，设计冲裁模。

图1.1 硅钢片简图

1.1 工艺性分析

此工件包括落料和冲孔两个工序，材料为Q 235-A ，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件相对简单，有4个直径为3.2mm 的孔；孔与孔、孔与边缘的距离满足要求，最小壁厚为2mm ，工件的未标注尺寸全部为自由公差，可看IT 14级，其中标注带有公差的尺寸，IT 14级也可以满足其要求。普通冲裁完全可以满足要求。

1.2 冲裁工艺方案的确定

该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可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。 方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料级进冲压，采用级进模生产。 三种方案的特点对比如表1.1。

表1.1 三种方案的比较

较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。

方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，进而排除此方案。

方案二，采用复合模制冲件时，只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，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，并且在冲裁过程中可以进行压料，工件较平整、不翘曲。操作也方便，安全性好，生产效率高。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。

1.3 毛坯形状、尺寸和下料方式的确定

由于该工件是类似于矩形的硅钢片，最大外径是落料，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直径大两个单边搭边

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。提高材料的利用率，提高生产效率和工件质量。 查表1.2最小搭边值查出： a 1=3mm 、a =2mm

表1.2 冲裁金属材料的搭边值

条料宽度的尺寸计算还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公式（1.1）计算:

b =d +2⨯a (1.1)

式中： b ——条料的宽度（mm ）； d ——工件的最大外径（mm ）； a ——冲裁时留的最小搭边值(mm ) 。 则： b =50mm +2⨯2mm =54mm 条料的送料步距按公式（1.2）计算：

S =d +a 1 (1.2)

式中： h ——送料步距（mm ）； a 1——最小搭边值（mm ）。

则： S =50mm +3m =53mm

1.4 排样和材料的利用

排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般的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。设计复合模，首先要设计条料的排样图。硅钢片的形状具有左右对称的特点，排样时很容易。如图所示的排样方法，材料的利用率较高。工件的排样如图1.2示：

图1.2 排样图

材料的利用率按公式（1.3）：

η=

nA

⨯100% （1.3） BS

η——条料的材料利用率；

n ——条料上冲件总数，此取n =2； A ——工件实际面积(mm ) ；A =950mm 2 B ——条料宽度 (mm ) ；B ＝54mm ; S —— 步距 (mm ) ； S =53mm 则： η=

2⨯950

⨯100%=66. 4%

54⨯53

1.5 冲模结构的确定

首先，从上面已经确定这是一套复合模。分析这个冲件可知；首先它是一个简单的类似于矩形且是轴向对称的冲件，而且最大直径可直接通过落料得到，内部需要凸模冲孔，而内孔的冲裁又会产生废料，所以总体上应将落料的凸模固定在上模座上，而冲孔的凸模固定在下模座上，而冲孔产生的废料可以通过推件杆推出。又由于条料只有1.2mm ，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，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, 整套模具采用正装的形式 倒、正装复合的具体特点的比较如表1.3：

表1.3 倒、正装复合模的比较

2 主要设计计算

2.1 各部分工艺力计算

由于工件的材料较薄，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，采用平刃冲裁即可。以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。

该模具采用复合模，拟选用弹性下顶出卸料方式。冲压力相关计算如下： 冲裁力 按公式（2.1）计算：

F =KLt τb （2.1）

式中 F ——落料力（N ）；

L ——工件外轮廓周长（mm ）；

K ——系数；

t ——材料厚度（mm ）； τb ——材料抗剪强度（MP a ）。

F =KLt τb =1. 3⨯177⨯1. 2⨯300=82836N

其中系数K 是考虑到实际生产中，模具间隙的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素而给出的修正系数。一般为K =1.3 。

材料的抗剪强度查课本1.3表1.3.6冲压常用金属材料的力学性能

τb =300MP a L =370mm t =1.2mm

卸料力 按公式（2.2）计算：

F X =k x F =0. 04⨯82836N =3313. 44N （2.2）

推件力 按公式（2.3）计算：

F T =nK t F =7⨯0. 55⨯82836N =318918. 6N （2.3）

顶件力 按公式（2.4）计算：

F D =K D F =0. 06⨯82836N =4970. 16N （2.4）

其中： K X 、K T 、K D ——卸料力、推件力、顶件力系数，表2.1；

n ——同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。 式中：

n ==8. =7 （2.5）

. 2

h ——凹模洞口的直刃壁高度 t ——板料厚度

冲压工艺力的总和 按公式（2.6）计算：

F Z =F +F X +F T =82836+3313. 44+318918. 6N =405068. 04N （2.6）

表2.1 卸料力、推件力和顶出力因数

该模具采用弹性卸料和下顶出料方式。 根据计算结果，冲压设备拟选J23-40。

2.2 压力中心的确定及相关计算

计算压力中心时，先画出凹模型口图，如图示。在图中将xoy 坐标建立在图示的对称中心线上，将冲裁轮廓按几何图形分解成l 1~l 16共16组基本线段，用解析法求的模具的压力中心C 点的坐标（13.18，12.5），如图2.1所示：

图2.1 压力中心解析图

由公式 X 0=(L 1X 1+L 2X 2+... +L n X n )

L 1+L 2+... +L n ) （2.7）

（2.8）

Y 0=(L 1Y 1+L 2Y 2+... L n Y n (L 1+L 2+... +L n )

X 0=L 1X 1+L 2X 2+..... +L 15X 15+L 16X 16/L 1+L 2+..... L 15+L 16

计算则：

X 0=3034.788/230.192=13.18

Y 0=LY 11+L 2Y 2+..... +L 15Y 15+L 16Y 16/L 1+L 2+..... L 15+L 16

Y 0=28877.4/230.192=12.5

由公式（2.7）、（2.8）计算得： 取压力中心坐标为(13.18,12.5)

2.3 凸模与凹模刃口尺寸的计算

在确定工件零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对比较简单，适宜采用线切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各孔的同轴度，使装配工作简化。

因此工作零件刃口尺寸计算就按凸模和凹模分开加工的方法。这种加工方法的特点是模具的凸凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。缺点是为了保证初始间隙在合理的范围内，需要采用较小的凸模、凹模公差才能满足

Z max -Z min ≥δ凸+δ凹的要求。 2.3.1 落料尺寸

落料尺寸计算结果如表2.2：

表2.2 落料尺寸计算

查表2.4冲裁面间隙Z max =0. 18mm Z min =0. 126mm 磨损系数X 按尺寸查表2.3，模具尺寸公差查表2.4。 校核满足Z max -Z min ≥δ凸+δ凹 2.3.2 冲孔及中心距尺寸

冲孔及中心距尺寸计算如表2.3：

表2.3 冲孔及中心距尺寸计算

初始双间隙值查表2.4得： Z min =0. 180 Z max =0. 126 磨损因数查表2.5， 模具尺寸公差查表2.6， 各个值的公差查表2.7， 孔心距公差查表2.8。

校核满足Z max -Z min ≥δ凸+δ凹。

表2.4 初始双面间隙Z max 、Z min

磨损因数查表2.5得：

表2.5 磨损因数X

凸、凹模的制造公差查表2.6得：

表2.6 规则形状（圆形、方形件）冲裁件时凸、凹模的制造公差

各个值的公差查表2.7得：

表2.7 冲裁件内形与外形的尺寸公差（单位mm ）

两孔中心距离公差查表2.8得：

表2.8 两孔中心距离公差

3 模具总体设计

3.1 模具类型的选择

模具类型分为三种，分别是：单工序模、复合模和级进模。

单工序模又称简单冲裁模，是指在压力机一次行程内只完成一种冲裁工序的模具，如落料模、冲孔模、切断模、切口模等。

复合模是指在一次压力机的行程中在模具的同一工位上同时完成两道或两到以上不同冲裁工序的模具。复合模是一种多工序冲裁模，它在结构上的主要特征是有一个或几个具有双重作用的工作零件——凸凹模，如落料冲孔复合模中有一个既能作落料凸模又能作冲孔凹模的凸凹模。

由冲压工艺分析可知，该模具采用复合冲压，所以模具类型为复合模。

3.2 定位方式的选择

因为该模具采用是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导料销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测定。

定位零件基本上都已标准化，可根据坯料和工序件形状、尺寸、精度及模具的结构形式与生产效率要求等选用相应的标准。

3.3 卸料﹑出件方式的选择

3.3.1 出件方式选择

卸料与出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料。

卸料装置按卸料的方式分为固定卸料装置﹑弹性卸料装置和废料切刀三种：固定卸料装置仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上；弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成；弹性卸料装置可安装于上模或下模，依靠弹簧或橡胶的弹力来卸料，卸料力不太大但冲压时可兼起压料作用，故多用于冲裁料薄及平面度要求较高的冲件；废料切刀是在冲裁过程中冲裁废料

切断成数块，从而实现卸料的一种卸料零件。

出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。我们通常把装在上模内的出件装置称为推件装置；把装在下模内的称为顶件装置。

综合考虑该模具的结构和使用方便，以及工件料厚为1.2mm ，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性卸料，又因为是复合模生产，所以采用下顶出件比较便于操作与提高生产效率。 3.3.2 卸料方式选择

橡胶的设计计算： 卸料板工作行程H 卸

按公式（3.1）计算得：

h 卸=h 1+t +h 2=1+1.2+2mm =4.2mm （3.1） 式中： h 1——凸模凹进卸料板的高度，h 1=1mm ；

h 2——凸模冲裁后进入凹模的深度，h 2=2mm ； t ——材料的厚度，t =1. 2mm 。 橡胶工作行程H 工

按公式（3.2）得：

H 工=H 卸+H 修=4.2+5mm =9. 2mm （3.2）

式中： H 修 为凸模修模量，取5mm 。 橡胶自由高度H 自由

按公式（3.3）得：

H 自由=4H 工 =4⨯9. 2=36. 8mm （3.3）

一般情况下取H 工为H 自由的25%。 橡胶预压缩量H 预

按公式（3.4）得：

H 预=15%H 自由=15%⨯36. 8=5. 52mm （3.4）

每个橡胶承受的载荷F 1

按公式（3.5）得：

F 1=F 卸4=6926. 4/4=1731. 6(N ) （3.5）

（选用4个圆筒形橡胶） 橡胶的外径D

按公式（3.6）得：

D =d 2+1. 27(F 1/P )⨯0. 5=68mm （3.6）

式中： d 为圆筒形橡胶的内径，取d 为13mm ；p =0. 5MP a 校核橡胶自由高度H 自由

按公式（3.7）计算得：

H 自由36.8==0.54 （3.7） D 68

[]

满足公式： 0. 5

按公式（3.8）计算得：

H 安=H 自由-H 预=36. 8-5. 52=31mm （3.8）

3.4 导向方式的选择

在冲压过程中，导向结构一般情况下直接与模架联系在一起，该模具采用中间导柱的导向方式，提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，故该复合模采用中间导柱的导向方

4 凸模、凹模、凸凹模的结构设计

4.1 冲孔凸模结构的设计

因为所冲的孔均为圆形并且尺寸都一样，尺寸也不属于特别需要保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式。一方面加工简单，另一方面便于装配与更换。四个φ3. 2的圆形凸模可选用标准件B 形式（尺寸为3.2⨯60）。冲孔凸模如图4.1示：

图4.1 冲孔凸模

4.2 凹模结构的设计

4.2.1 凹模的结构形式及尺寸计算

凹模采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安装凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心数据，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 :

按公式（4.1）计算得：

H =kb =0. 5⨯50mm =25mm （4.1）

式中：K ——有b 和材料厚度t 决定的凹模厚度系数查表4.1；

b ——垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离。

表4.1 凹模厚度系数

凹模壁厚c ：

按公式（4.2）计算得：

c =(1. 5~2)H =37. 5~50mm （4.2）

取凹模厚度：H =30mm , 凹模壁厚： c =45mm 凹模宽度B ：

按公式（4.3）计算得：

B =b +2c =50+2⨯45mm =140mm （4.3）

凹模长度(送料方向) L ：

按公式（4.4）计算得：

L =L 1+2l 2=63+2⨯30mm =123mm （4.4）

式中： L 1——沿送料方向凹模型孔壁间最大距离；

l 2——沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离。

取值查表4.2。

表4.2 沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离

注：1、l 1的公差视凹模型孔复杂程度而顶，一般不超过±8mm 。

2、b 一般不小于5mm ，但t

结构如图4.2所示。

图4.2 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，因为本副模具采用的是正装复合模，出料采用的是下顶出装置，所以模具刃口采用直壁行。凹模厚度的全部为有效刃口高度，刃壁无斜度，刃磨损后刃口尺寸不变。凹模刃口结构如图4.3：

图4.3 凹模刃口结构

4.3 凸凹模的的结构设计

凸、凹模的结构分为整体式和镶拼式两种，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或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸凹模的最小壁厚。

如式子（4.5） m ≈t （4.5） 式中： m ——最小壁厚值（mm ）；

。 t ——材料的厚度（mm ）

则: m ≈1. 2mm

而工件内孔边缘与外边缘相差1. 25mm >m ≈t ，所以凸凹模强度满足要求。 凸凹模具体结构如图4. 所示

图4.4 凸凹模结构图

5 模具材料的选用及其他零部件的设计

5.1 模具材料的选用

冷冲模用钢应具有的力学性能： a 、应具有较高的变形抗力； b 、应具有较高的断裂抗力；

c 、应具有较高的耐磨性及抗疲劳性能； d 、应具有较高的冷热加工工艺性。

冷冲模零件材料选用原则要选择能满足模具工作要求的最佳材料； a 、要针对模具失效形式选用钢材；

b 、要根据制品的批量大小，以最低成本的选材原则选材； c 、要根据冲模零件的作用选择材料； d 、要根据冲模精度程度选择刚材。

综合各种材料进行比较及材料的用途查下列表5.1和表5.2可选择GrWMn 为冷冲模工作零件所用的钢材。

表5.1 冷冲模工作零件材料的选用

选择说明：在选择冲裁凸模、凹模材料时，应根据模具的工作条件和失效特点，量材而用。如形状简单、尺寸较小、受力较小的凸、凹模，只需要热处理工艺适当。性能可以满足使用，生产批量不大时，可选用碳素工具钢，这样可以降低成本；反之，就应该选用变形较小，耐磨性高的合金工具钢。对于大、中型冲裁模，其材料成本与模具总成本10%～18%左右，故应选用变形小、耐磨性高的合金工具钢较适宜。

表5.2 冷冲模辅助材料的选用

5.2 模架、模座的选用

模架是由上、下模座、模柄及导向装置（最常用的是导柱、导套）组成。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受冲压过程中的全部载荷。模架的上模座通过模柄与压力机滑块相连，下模座用螺钉压板固定在压力机工作台面上。上、下模之间靠模架的导向装置来保持其精确位置，以引导凸模的运动，保证冲裁过程中间隙均匀。模架采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具的中间位置，冲压时可以防止由于偏心距而引起的模具歪斜。以凹模

周界尺寸为依据选择模架规格。

所以： 用I 级精度的中间导柱圆形模架，查表GB 2851. 6-81. HT 200 模 架： 100⨯63⨯140~165mm

上模座： 100mm ⨯63mm ⨯25mm HT200 下模座： 100mm ⨯63mm ⨯30mm HT200

导 柱： 18⨯130mm 20⨯130mm 20钢 导 套： 18⨯20⨯28mm 20⨯20⨯28mm 20钢

H =(H 上模座+H 下模座+H 垫板+H 凹+H 凸-h 2）mm

该模具的闭合高度：

H =（25+30+10+30+60-2）mm =153mm

式中：

H 凸 ——凸模厚度，H 凸=60mm ；

H 凹 ——凹模厚度，H 凹=30mm ； h 2 ——凸模进入凹模的深度，h 2=2mm 。

可见该模具闭合高度小于所选用的压力机J 23-25的最大装模高度（220mm ），可以使用。

5.3 定位零件的设计

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，另一类是要送料方向上定位用来控制送料进距。在本套模具中，导料装置和挡料装置均采用销钉的形式，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(t +1) mm , 即3mm 。

5.4 卸料装置的设计

卸料装置分为固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀三种。本套模具采用弹压卸料装置，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，所得冲裁件质量较好，平直度较高。

卸料板与凸凹模的单边间隙一般取（0.2～0.5）mm , 厚度一般取（5～15）mm 卸料板的厚度查表取： 厚度H =10。 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. 2~0. 3) t =(02. ~0. 3) ⨯2=(0. 4~0. 6) mm

Z 1

=0. 5 2

这里取 k =0. 6mm

5.5 推件（顶出）装置的设计

推件装置有钢性推件装置和弹性推件装置两种，钢性推件装置常用于倒装复合模中的推件装置，装于上模部分，在本套模具中采用弹性推件（顶出）装置。

顶件装置一般是弹性的。基本组成有顶杆、顶件块和装在下模底的弹顶器，弹顶器可以做成通用的，其弹性元件是弹簧或者橡胶。橡胶结构的顶件器容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。

推件块和顶件块在冲裁过程中是在凹模中运动的零件，应符合以下要求：模具闭合状态时，其背后有一定的空间，以备修模和调正的需求；开启状态时顺利复位工作面高出凹模平面，以便继续冲裁；与凹模和凸模配合应保证顺利滑动，不发生干涉。推件块和顶件块与凹模为间隙配合，其外形尺寸一般按公差与配合国家标准h 8制造，也可以根据板料厚度去适当间隙。具体结构如图5.1示：

图5.1 弹性顶件装置

5.6 凸凹模固定板的设计

固定板常用中、小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定，按外形可分为圆形和矩形两种，大小常与凹模轮廓尺寸基本上一致，一般凸凹模固定板的厚度按公式（5.1）计算取值：

公式(5.1)H 固定板

H 固定板=(0. 6~0. 8) H 凹 （5.1）

本套模具的凸凹模固定板的结构形式与凸凹模的结构相似，按公式（5.1）取值H 固定板=20mm 。 结构如图5.2示。

图5.2 凸凹模固定板结构

5.7 垫板选用

垫板的功能主要是保护上模板，垫板厚度一般取值3~12mm ，此模具中取值

10mm 。

5.8 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，因此采有导柱导套的标准件。由于冲件是一个对称的圆形件，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2~4mm 。普通冲裁采用滑动导柱导套即可满足冲裁要求。导柱、导套的布置采用中间两侧布置

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H 7/h 6配合，而导柱、导套与上、下模的配合为

H 7/r 6。

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10～5mm ，而导柱下端和下模板下平面的距离不小于2～5mm ，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5.3。

导 柱：18⨯130mm 20⨯130mm 20钢 导 套：18⨯70⨯28mm 20⨯70⨯28mm 20钢

1－上模板 2－导套 3－导柱 4－下模 H 模具闭合高度

图5.3 导柱、导套装模关系图

5.9 模柄的选用

模柄是作为上模座与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是：一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模座正确可靠连接。

本套复合模模具属于小型冲模，采用压入式标准模柄，它与模座与孔采用

H 7/m 6的过渡配合，并加销钉防转。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直

度。

模柄结构形式如图5.4所示。

图5.4 模柄结构

6 模具总装图

该复合冲裁模将小凸模装在下模上，是典型的正装结构，图6.1所示的模具总图。

模具上模部分主要由上模板、垫片、凸模、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、落料凹模、下顶出装置等组成。两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉、橡胶组成。冲制的工件由弹顶器推动顶杆和推件块顶出，弹性元件不受模具空间的限制。

条料送经时采用导料销和挡料销定距，上模下压，凸凹模外型和凹模进行落料 ，落下的料卡在凹模内，同时冲孔凸模与凸凹模进行冲孔，冲孔废料卡在凸凹模内。卡在凹模内的有顶件装置顶出凹模。卡在凸凹模内的冲孔废料有推件装置推出，每冲裁一次，冲孔废料被推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂。

装配图如图6.1示。

图6.1 装配图

1 下模座 2 导柱 3 紧固螺钉 4 凹模框 5 导尺 6 卸料板 7 导套 8 凸模固定板 10 打杆 11 模柄 12 卸料螺钉 13 凸凹模 14 橡胶 15 顶板 16 冲孔凸模 17凹模 18 顶杆 19凹模固定板 20 弹顶器 21 导料销 22挡料销

7 冲压设备的选择

通过校核，选择开式双柱可倾压力机J 23-25能满足使用要求。其主要技术参数如下：

公称压力： 250kN 滑块行程： 65mm 最大闭合高度：最大装模高度：连杆调节量： 工作台尺寸：

垫板尺寸： 模柄孔尺寸： 最大倾斜角度：270mm 220mm 55mm

⨯左右）:370mm ⨯560mm (厚度⨯孔径) :50mm ⨯200mm ⨯深度）：φ40mm ⨯60mm 300

（前后（直径

8 模具零件加工工艺

本副冲裁模零件加工的关键在工作零件，固定板以及卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。

8.1 落料凸模的加工

加工工艺过程见表8.1。

表8.1 落料凸模的加工工艺过程表

8.2 落料凹模的加工

加工工艺过程见表8.2。

表8.2 凹模加工工艺过程表

模具零件除了工作型面零件外，还有模座、导柱、导套、固定板、卸料板等其他模具零件，它们主要是板类零件、轴类零件和套类零件等。其它模具零件的加工相对于工作面零件要容易些，其加工工艺比较规范，不再祥述。

9 模具的装配和冲裁模具的试冲

9.1 模具的装配

根据复合模装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙、试冲、返修，具体装配见表9.1。

表9.1 硅钢片复合模的装配

9.2 冲裁模具的试冲

模具装配以后，必须在生产条件下进行试冲。通过试冲可以发现模具设计和制造的不足，并找出原因给与纠正。并能够对模具进行适当的调整和修理，直到模具正常工作中冲出合格的制件为止。

冲裁模具经试冲合格后，应在模具模座正面打上编号、冲模图号、制件号、使用压力机型号、制造日期等。并涂油防锈后经检验合格入库。冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法见表9.2。

表9.2 冲裁模具试冲时常见的缺陷、产生原因和调整方法

结 束 语

毕业设计是大学生活中的最后一个项目工作，有着不同寻常的意义，此项工作的完成也为三年大学生活画上了一个圆满的句号。它是三年来我所学知识的全方面运用，是对三年来我们所学知识的检验，是让他人了解我们个人技能的一项凭证，也是我们在走出校园大门前的一次技能升华。

好事多磨，终于深刻的理解了这句话。将近两个个月的忙碌，让我深刻的知道了要要做好一套模具是多么的不易的。模具的好坏直接影响到产品的优劣和生产效益，它的每一个公差点都是不能马虎的，这就是科学严谨。

从开始确定论文题目到模具系统的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的尝试，充满刺激与挑战。这也是我在大学期间独立完成的最大的课题，同样也是我从学习这门专业到运用的第一次。知识点联系很大，几乎用到了三年来学习的全部，但是这在设计中是远远不够的，就像是冰山上的一个棱角。

从开始找课题对课题的了解几乎等于零，到现在的洒洒几十页，真的很欣慰。这次设计就像旅行不是看见了景物而高兴，而是因为看过景物的过程而高兴。它的形态百千、各具特色的美使整个过程值得回味，整个过程都是耐人寻味的。虽然设计的课题比较简单，但是经历过、收获过，俗话说麻雀虽小五脏俱全。做这次大作业更加深刻的体会到完成一件事情容易，做好一件事情难。

大学即将结束，非常快乐的度过了难忘的三年。我可以无憾的说:“这个地方我来过，我经历了我没有遗憾”。

致 谢

还记得刚进校门时懵懂的身影，转瞬间三年已经过去了。三年的阳光、微风、雨露陪伴我们茁壮成长，三年的大学生活给了我太多太多，不仅仅是知识的丰富更是心灵深处的升华。时间虽然短暂却令我难忘，给我以后的人生道路提供了丰富的给养。

时间总是太无情了，当你希望它快点过去时，它总是慢慢的把人的耐性熬得不稳不热；当我们感觉到它飞逝流去时，想把它留住在身边，它却毫不留情的转瞬离去。在这三年之间收获做多的当然还是专业知识。当我跨进校门那刻时，从对专业知识的一点无知到现在的深入了解，感谢学校的老师们，不是你们我们对模具而言还是未开垦的荒漠，还是无法变成结果的良田。

总结来说自己在这将近两个个月的训练学到了不少，也更扎实了许多。设计的模具的最终目的是用模具来生产出合格的产品，怎么去安排一个合理的顺序是非常重要的。无论工作学习还是做什么事都是一样，在你接到一个新事物第一步该怎么做，大学是教我们知识的地方，她更是教你我们何去学东西的方法。通过这次毕业设计，也使得我明白了团队精神是多么的重要。更加培养了我坚定的信念和信心, 即如何做好一件事情，在自己能力范围内尽善尽美。因为指导老师给了很多指导，才使我在这次毕业设计中遇到的问题能很好的解决。在课题设计过程中用到了很多以前上课时学的知识，尤其是老师上课教给我们的一些分析问题、解决问题的思路和方法在这次毕业设计中都得到了很好的体现，使这些知识点能够更好的领会，更加的熟悉。可是自己所学知识有限，关键时刻对“书到用时方恨少”体会更深。

为此，再次的感谢我们的指导老师 老师在设计中给予的指导和帮助，感谢他们在忙碌的教学中还能给我们细心的指导教诲。也同样感谢我的同学在这期间给我的各种帮助，你们是我坚强的后盾，有了你们我才可以更好的做这件事情。

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