冲压模具设计题目供参考

冲压弯曲模设计

目 录

1 绪论………………………………………………………………………………..1 2 冲裁弯曲件的工艺设计…………………………………………………………..1 3 确定工艺方案及模具的结构形式………………………………………………..2 4 模具设计工艺计算………………………………………………………………..3 4.1 计算毛坯尺寸 …………………………………………………………...…..3 4.2 排样、计算条料宽度及距的确定……………………………………….......5 4.2.1 搭边值的确定…………………………………………………… …….5

4.2.2 条料宽度的确定………………………………………………..............7 4.2.3 到料板间距的确定……………………………………………………..7 4.2.4 排样……………………………………………………………………..8 4.2.5 材料利用率的计算……………………………………………………..8 5 冲裁力的计算……………………………………………………………………10 5.1 计算冲裁力的公式………………………………………………………….10 5.2 总的冲裁力、卸料力、推件力、顶件力、弯曲力和总的冲压力……….11 5.2.1 总的冲裁力……………………………………………………………11 5.2.2 卸料力FQ的计算……………………………………………………..12 5.2.3 推料力FQ1的计算……………………………………………………12 5.2.4 顶件力FQ2的计算………………………………………………….....12 5.2.5 弯曲力FC的计算……………………………………………………...13 5.2.6 总冲压力的计算……………………................................................. ..14 6 模具压力中心与计算............................................................................................14 7 冲裁间隙的确定…………………………………………………………………15 8 刃口尺寸的计算…………………………………………………………………16 8.1 刃口尺寸计算的基本原则………………………………………………….16 8.2 刃口尺寸的计算…………………………………………………………….17

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8.3 计算凸、凹模刃口的尺寸………………………………………………….18 8.4 冲裁刃口高度……………………………………………………………….21 8.5 弯曲部分刃口尺寸的计算………………………………………………….21 8.5.1 最小弯曲半径…………………………………………………………21 8.5.2 弯曲部分工作尺寸的计算……………………………………………22 9 模具总的结构设计………………………………………………………………25 9.1 模具类型的选择…………………………………………………………….25 9.2 定位方式的选择…………………………………………………………….25 9.3 卸料方式的选择…………………………………………………………….25 9.4 导向方式的选择…………………………………………………………….25 10 主要零部件的设计……………………………………………………………..26 10.1 工作零件的设计…………………………………………………………...26 10.1.1 凹模的设计…………………………………………………………26 10.1.2 凸凹模的设计………………………………………………………27 10.1.3 外形 凸模的设计………………………………………………… ..27 10.1.4 内孔凸模的设计……………………………………………………28 10.1.5 弯曲凸模的设计……………………………………………………28 10.2 卸料部分的设计…………………………………………………………...29 10.2.1 卸料板的设计 ……………………………………………………..29 10.2.2 卸料弹簧的设计…………………………………………………....29 10.3 定位零件的设计…………………………………………………………...31 10.4 模架及其他零部件的设计………………………………………………...31 10.4.1 上下模座…………………………………………………………....31 10.4.2 模柄………………………………………………………………....32 10.4.3 模具的闭合高度…………………………………………………....32 11 模具总装图……………………………………………………………………..33 12 压力机的选择 …………………………………………………………………33 总结…………………………………………………………………………………..34 致谢…………………………………………………………………………………..35

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参考文献......................................................................................................................36 附录…………………………………………………………………………………..37

附录1 冲压模具装配工序卡片……………………………………………...37

附录2 非标准零件的加工工艺过程…………………………………….…..38 附录3 冲孔凸模加工工艺过程………………………………………….…..39 附录4 凸凹模加工工艺卡片……………………………………..……….....40 附录5 空心垫板的加工工艺过程…………………………………………...41

附录6 弯曲凸模加工工艺过程……………………………………………...41 附录7 部分标准公差值……………………………………………………...42 附录8 J23系列开式可轻压力机主要技术参数………………………….....43

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1 绪 论

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，工业产品的品种和数量的不断增加，更新换代的不断加快，在现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用柔性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率生产的方向发展，以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益，生产上采取专用设备生产的方式。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。

2 冲裁弯曲件的工艺分析

图2—1 零件图

如图2—1所示零件图。 生产批量：大批量;

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材料： LY21-Y;

该材料，经退火及时效处理，具有较高的强度、硬度，适合做中等强度的零件。

尺寸精度：零件图上的尺寸除了四个孔的定位尺寸标有偏差外，其他的形状尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可安IT14级确定工件的公差。

经查公差表，各尺寸公差为：?3.50 +0。30 20 0-0.52 250-0.52 四个孔的位置公差为：17±0.12 14±0.2

工件结构形状：制件需要进行落料、冲孔、弯曲三道基本工序，尺寸较小。 结论：该制件可以进行冲裁

制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证磨具的复杂程度和模具的寿命。

3 确定工艺方案及模具的结构形式

根据制件的工艺分析，其基本工序有落料、冲孔、弯曲三道基本工序，按其先后顺序组合，可得如下几种方案;

(1) 落料——弯曲——冲孔；单工序模冲压 (2) 落料——冲孔——弯曲；单工序模冲压。 (3) 冲孔——落料——弯曲；连续模冲压。 (4) 冲孔——落料——弯曲；复合模冲压。

方案（1）（2）属于单工序模冲裁工序冲裁模指在压力机一次行程内 完成一个冲压工序的冲裁模。由于此制件生产批量大，尺寸又较这两种方案生产效率较低，操作也不安全，劳动强度大，故不宜采用。

方案（3）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具几个不同的位置上同时完成多道冲压工序的模具。于制件的结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，必然使弯曲时产生很大的加工难度，因此，不宜采用该方案。

方案（4）属于复合冲裁模，复合冲裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道冲压工序的模具。采用复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低的工人的劳动强度，所以此方案最为合适。

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根据分析采用方案（4）复合冲裁。

4 模具总体结构设计

4.1 模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用复合冲压，所以模具类型为复合模。 4.2定位方式的选择

因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，有侧压装置。控制条料的送进步距采用导正销定距。 4.3卸料方式的选择

因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料。

4.4导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用对角导柱的导向方式。

5 模具设计工艺计算

5.1计算毛坯尺寸

相对弯曲半径为：R/t=3.8/1.2=2.17>0.5 式中：R——弯曲半径（mm） t——材料厚度（mm）

由于相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先 求变形区中性层曲率半径β（mm）。

β=r0+kt 公式(5—1) 式中：r0——内弯曲半径 t——材料厚度 k——中性层系数

表5—1 板料弯曲中性层系数

r0/t 0.1 0.2 0.25 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.O 6

K1(V) K2(U) K3(O) r0/t K1(V) K2(U) K3(O) 0.30 0.23 — 1.2 0.43 0.42 0.49 0.33 0.29 — 1.5 0.45 0.44 0.56 0.35 0.31 — 1.8 0.46 0.45 0.52 0.36 0.32 — 2 0.46 0.45 0.37 0.35 — 3 0.47 0.46 0.38 0.37 0.72 4 0.48 0.47 0.50 0.39 0.38 0.70 5 0.48 0.48 0.41 0.40 0.67 6 0.49 0.49 0.42 0.41 0.63 8 0.50 0.50 查表5—1，K=0.45 根据公式5—1 β= r0+kt =0.38+0.45X1.2 =4.34（mm）

图5—1 计算展开尺寸示意图

根据零件图上得知，圆角半径较大（R>0.5t），弯曲件毛坯的长度 公式为：

LO=∑L直+ ∑L弯 公式（5—2） 式中： LO——弯曲件毛坯张开长度 （mm） ∑L直 ——弯曲件各直线部分的长度 （mm） ∑L弯——弯曲件各弯曲部分中性层长度之和（mm）

在图5—1中： A=2B(RA?RC)?B2 公式（5—3）

COS∠P=(RA+RC-B)/(RA+RC) 公式（5—4）

RA=3.8+0.6=4.4 （mm） RC=1.2+0.6=1.8（mm） B=3.8（mm）

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根据公式5—3 A=2B(RA?RC)?B2

=2×3.8(4.4+1.8)-3.82

≈5.6（mm）

根据公式5—4 COS∠P= (RA+RC-B)/(RA+RC) = ( 4.4+1.6-3. 8)/(4.4+1.6) = 0.367

则 ∠P=carCOS0.367=68.47。

2∠P=2×68.47。=136.94。

根据公式5—2 ∑L直=L总长-2A =20-2×5.6 =8.8（mm）

∑L弯=2πβ（∠P／180+∠P／180）

=2×3.14×4.34×(68.47/180+68.47/180) =20.74（mm） LO =∑L直+ ∑L弯 =8.8+20.74 =31.54（mm） 取LO=32（mm）

根据计算得：工件的展开尺寸为25×32（mm）,如图4—2所示。

图5—2 尺寸展开图

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5.2排样、计算条料宽度及步距的确定 5.2.1搭边值的确定

排样时零件之间以及零件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。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，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。

表5—2 搭边a和a1数值

材料厚度 工件间a1 1.8 1.2 1.0 0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 3.0 0.6t 沿边a 2.0 1.5 1.2 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.5 2.8 3.5 0.7t 工件间a1 2.2 1.8 1.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.5 3.5 0.7t 沿边a 2.5 2.0 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 圆件及r＞2t的工件 矩形工件边长L＜50mm 矩形工件边长L＞50mm 或r＜2t的工件 工件间a1 2.8 2.2 1.8 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 4.0 0.8t 沿边a 3.0 2.5 2.0 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.2 3.5 4.5 0.9t ＜0.25 0.25~0.5 0.5~0.8 0.8~1.2 1.2~1.6 1.6~2.0 2.0~2.5 2.5~3.0 3.0~3.5 3.5~4.0 4.0~5.0 5.0~12 搭边值是废料，所以应尽量取小，但过小的搭边值容易挤进凹模，增加刃口磨损表4—2给出了钢（WC0.05%～0.25%）的搭边值。

对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数： 钢（WC0.3%～0.45%） 0.9 钢（WC0.5%～0.65%） 0.8

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硬黄铜 1～1.1 硬铝 1～1.2 软黄铜，纯铜 1.2

该制件是矩形工件，根据尺寸从表4—2中查出：两制件之间的搭边值a1=1.2（mm）,侧搭边值a=1.5(mm)。

由于该制件的材料使LY21—Y（硬铝），所以两制件之间的搭边值为： a1=1.2×（1～1.2）=1.2～1.414(mm) 取a1=1.2(mm)

侧搭边值 a=1.5×（1～1.2）=1.5～1.8(mm) 取a=1.5(mm) 5.2.2条料宽度的确定

计算条料宽度有三种情况需要考虑；

1有侧压装置时条料的宽度。 ○

2无侧压装置时条料的宽度。 ○

3有定距侧刃时条料的宽度。有定距侧刃时条料的宽度。 ○

有侧压装置的模具，能使条料始终沿着导料板送进。 条料宽度公式：

0

B=（D+2a）（5—2）-△ 公式

其中条料宽度偏差上偏差为0，下偏差为—△，见表4—3条料宽度偏差。 D——条料宽度方向冲裁件的最大尺寸。 a——侧搭边值。

查表4—3条料宽度偏差为0.15 根据公式4 —1 B=（D+2a）-0 △ =（25+2×1.5）0-0.15

0

=28-0.15

表5—3 条料宽度公差(mm)

条料宽度 B/mm ～0.5 材料厚度t/mm >0.5～1 >1～2 10

～20 >20～30 >30～50 0.05 0.08 0.10 0.08 0.10 0.15 0.10 0.15 0.20 5.2.3 导板间间距的确定 导料板间距离公式：

A=B+Z 公式（5—2）

Z——导料板与条料之间的最小间隙（mm）； 查表4.3—3得Z=5mm 根据公式4—2 A= B+Z =28+5 =33（mm）

表5—4 导料板与条料之间的最小间隙Zmin（mm）

有 侧 压 装 置 材料厚度t/mm 条 料 宽 度B/mm 100以下 ~0.5 0.5~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5 5 5 5 5 5 100以上 8 8 8 8 8 8 5.2.4 排样

根据材料经济利用程度，排样方法可以分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样有可以分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多重形式。

采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构，降低冲裁力，但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以模具冲裁件的公差等级较低。同时，因模具单面受力（单边切断时），不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影

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响到冲裁件的断面质量。

由于设计的零件是矩形零件，且四个孔均有位置公差要求，所以采用有费料直排法。

5.2.5材料利用率的计算：

冲裁零件的面积为：

F=长×宽=25×32=800(mm2) 毛坯规格为：500×1000（mm）。 送料步距为：h=D＋a1=32+1.2=33.2 一个步距内的材料利用率为： n11=(nF/Bh)×100% n为一个步距内冲件的个数。 n11=(nF/Bh)×100%

=（1×800/28×33.2）×100% =81.96% 横裁时的条料数为： n1 =1000/B

=1000/28

=34.01 可冲34条，

每条件数为： n2 =(500-a)/h

=(500-1.5)/33.2

=15.024 可冲15件， 板料可冲总件数为：

n=n1×n2=34×15=510(件) 板料利用率为：

n12=(nF/500×1000)

=(510×800/500×1000) ×100% =81.6% 纵裁时的条料数为： n1=500/B

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=500/28

=17.006 可冲17条， 每条件数为： n2=(1000-a)/h =(1000-1.5)/33.5

=30.084 可冲30件， 板料可冲总件数为：

n=n1×n2=17×30=510（件） 板料的利用率为： 1000) n12=(nF/500×

=(510×800/500×1000) ×100% =81.6%

横裁和纵裁的材料利用率一样，该零件采用横裁法。

图5—3 排样图

6 冲裁力的计算

6.1计算冲裁力的公式

计算冲裁力是为了选择合适的压力机，设计模具和检验模具的强度，压力

机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适宜冲裁的要求，普通平刃冲裁模，其冲裁力F p一般可以按下式计算：

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Fp=KptLτ 公式（6—1）

式中 τ——材料抗剪强度，见附表（MPa）；

L——冲裁周边总长（mm）； t——材料厚度（mm）;

系数Kp是考虑到冲裁模刃口的磨损，凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分布不均），润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因数而设置的安全系数Kp，一般取1~3。当查不到抗剪强度r时，可以用抗拉强度σb代替τ，而取Kp=1的近似计算法计算。

根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21—Y的抗剪强度为280～310(MPa)，

取τ=300(MPa)

6.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力

由于冲裁模具采用弹压卸料装置和自然落料方式。总的冲裁力包括 F——总冲压力。 Fp——总冲裁力。 FQ——卸料力

FQ1——推料力。 FQ2——顶件力 FC——弯曲力

根据常用金属冲压材料的力学性能查出LY21—Y的抗剪强度为280～310(MPa ) 6.2.1 总冲裁力：

Fp=F1+F2 公式(6—1) F1——落料时的冲裁力。 F2——冲孔时的冲裁力.

落料时的周边长度为：L1=2×（25+32）=114（mm） 根据公式5—1 F1=KptLτ

=1×1.2×114×300

=41.040(KN)

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冲孔时的周边长度为：L2=4πd=4×3.14×3.5=44（mm） F2= KptLτ =1×1.2×44×300 =15.84(KN)

总冲裁力：Fp=F1+F2=41.040+15.84=56.88(KN)

表6—5 卸料力、推件力和顶件力系数 料厚t/mm 钢 ≤0.1 ＞0.1~0.5 ＞0.5~0.25 ＞2.5~6.5 ＞6.5 铝、铝合金 纯铜，黄铜 Kx 0.065~0.075 0.045~0.055 0.04~0.05 0.03~0.04 0.02~0.03 0.025~0.08 0.02~0.06 Kt 0.1 0.063 0.055 0.045 0.025 Kd 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03 0.03~0.07 0.03~0.09 对于表中的数据，后的材料取小直，薄材料取值。 6.2.2 卸料力FQ的计算

FQ=Kx Fp 公式(6—2) K——卸料力系数。

查表6—5得KＸ＝0.025~0.08，取KＸ＝0.08 根据公式6—2 FQ=KＸ Fp ＝0.08×56.88 ＝4.55(KN) 6.2.3推料力FQ1的计算

FQ1=KtFp

公式(6—3)

Kt——推料力系数。

查表6—5得Kt＝0.03~0.07, 取Kt=0.07 根据公式6—3 FQ1=KtFp =0.07×56.88 ≈4(KN)

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6.2.4顶件力FQ2的计算

FQ2=KdFp

公式(6—4)

Kd——顶件力系数。

查表6—5得Kd＝0.03~0.07, 取Kt=0.07 根据公式6—4 FQ2=KdFp =0.07×56.88 ≈4(KN) 6.2.5弯曲力FC的计算

影响弯曲力大小的基本因素有变形材料的性能和质量；弯曲件的形状和尺寸；模具结构及凸凹模间隙；弯曲方式等，因此很难用理论的分析法进行准确的计算。实际中常用经验公式进行慨略计算，以作为弯曲工艺设计和选择冲压设备的理论。

?形弯曲件的经验公式为：

Fu=0.7KBt2σb/γ+t 公式(6—5) Fu——冲压行程结束时不校正时的弯曲力。 B——γ弯曲件的宽度（mm）。 t——弯曲件的厚度（mm）。

γ——内弯曲半径（等于凸模圆角半径）（mm）。

σb——弯曲拆料的抗拉强度(MPa)(查机械手册σb=400(MPa)。 K——安全系数，一般取1.3.

根据公式6—5 Fu=0.7KBt2σb/(γ+t)

=0.7×1.3×25×1.22×400/(5+1.2) =21.45(KN)

对于顶件或压料装置的弯曲模，顶件力或压料力可近似取弯曲力的30%～80%。

F压=80% Fu =80%×21.45 =17.159(KN) 弯曲力: FC= Fu+ F压

=21.45+17.15

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=38.6(KN)

6.2.6总的冲压力的计算

根据模具结构总的冲压力： F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC

F=Fp+FQ+FQ1+FQ2+FC =56.88+4.55+4+4+38.6

=108.03(KN)

根据总的冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J23—25。

7 模具压力中心与计算

模具压力中心是指诸冲压合力的作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大磨损，模具导向零件加速磨损，降低了模具和压力机的使用寿命。

模具的压力中心，可安以下原则来确定：

1、对称零件的单个冲裁件，冲模的压力中心为冲裁件的几何中心。 2、工件形状 相同且分布对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3、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。

Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln

由于该零件是一个矩形图形，属于对称中心零件，所以该零件的压力中心在图形的几何中心O处。如图6—1所示：

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图7—1 压力中心

8 冲裁模间隙的确定

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。

冲裁间隙的大小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。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，间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具的寿命。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，虽然提高了模具寿命而，但出现间隙不均匀。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。

由于硬吕与中碳刚的间隙取值是一样的，所以硬吕材料的间隙值与中碳刚的间隙取值一样。

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根据实用间隙表 8—1 查得材料40的最小双面间隙2Cmin=0.123mm，最大双面间隙2Cmax=0.180mm

表8—1 冲裁模初始用间隙2c(mm)

材料 厚度 08、10、35、 09Mn、Q235 2Cmin 小于0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.5 1.75 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 .3.5 4.0 4.5 5.5 6.0 6.5 8.0 0.040 0.048 0.064 0.072 0.092 0.100 0.126 0.132 0.220 0.246 0.260 0.260 0.4000.460 0.540 0.610 0.720 0.940 1.080 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.360 0.380 0.500 0.560 0.640 0.740 0.880 1.000 1.280 1.440 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.680 0.780 0.840 0.940 1.200 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 2Cmin 2Cmax 16Mn 40、50 65Mn 极小间隙 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 0.960 1.100 1.200 1.300 1.680 0.040 0.048 0.064 0.072 0.090 0.100 0.132 0.170 0.220 0.260 0.280 0.380 0.420 0.480 0.580 0.680 0.780 0.980 1.140 0.060 0.072 0.092 0.104 0.126 0.140 0.180 0.240 0.320 0.380 0.400 0.540 0.600 0.660 0.780 0.920 1.040 1.320 1.500 0.040 0.048 0.064 0.064 0.090 0.090 0.060 0.072 0.092 0.092 0.126 0.126 19

注：取08号钢冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙的25%。

9 刃口尺寸的计算

9.1刃口尺寸计算的基本原则

冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸的精度，模具的合理间隙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制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：

1、由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。

2、在尺量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。

3、冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨愈小，凹模越磨愈大，结果使间隙越来越大。

由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑以下原则：

1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙去在凹模上：设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙去在凹模上。

2、考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，人能冲出合格的制件。凸凹模间隙则取最小合理间隙值。

3、确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），会使模具制造困能，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件有可能不和格，会使模具的寿命降低。若工件没有标注公差，则对于非圆形工件安国家“配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形工件可按IT17～IT9级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“如体”原则标注单项公差，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件上偏差为正，下偏差为零。 9.2刃口尺寸的计算

冲裁模凹、凸模刃口尺寸有两种计算和标注的方法，即分开加工和配做加工

20

两种方法。前者用于冲件厚度较大和尺寸精度要求不高的场合，后者用于形状复杂或波板工件的模具。

对于该工件厚度只有1.2（mm）属于薄板零件，并且四个孔有位置公差要求，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用配合加工。此方法是先做好其中一件（凸模或凹模）作为基准件，然后以此基准件的实际尺寸来配合加工另一件，使它们之间保留一定的间隙值，因此，只在基准件上标注尺寸制造公差，另一件只标注公称尺寸并注明配做所留的间隙值。这δp与δd就不再受间隙限制。根据经验，普通模具的制造公差一般可取δ=△/4（精密模具的制造公差可选4~6μm）。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙枝很小。而且还可以放大基准件的制造公差，使制造容易。在计算复杂形状的凸凹模工作部分的尺寸时，可以发现凸模和凹模磨损后，在一个凸模或凹模上会同时存在三种不同磨损性质的尺寸，这时需要区别对待。

1第一类：凸模或凹模磨损会增大的尺寸； ○

2第二类：凸模或凹模磨损或会减小的尺寸； ○

3第三类：凸模或凹模磨损后基本不变的尺寸； ○

9.3计算凸、凹模刃口的尺寸

凸模与凹模配合加工的方法计算落料凸凹模的刃口尺寸。 1、凹模磨损后变大的尺寸，按一般落料凹模公式计算，即

+δAAa=（Amax-x△） 0 公式（9—1）

2、凹模磨损后变小的尺寸，按一般冲孔凸模公式计算，因它在凹模上相当于冲孔凸模尺寸，即

0 公式（9—2）Ba=(Bmax+x△)- δA

3、凹模磨损后无变化的尺寸，其基本计算公式为Ca=(Cmax+0.5△)±0.5δA为了方便使用，随工件尺寸的标注方法不同，将其分为三种情况：

△工件尺寸为C+ 0 时

Ca=(C+0.5△) ±0.5δA 公式（9—4）

工件尺寸为C-△0时

21

Ca=(C-0.5△) ±0.5δA 公式（9—5）

工件尺寸为C±△时

Ca=C±δA 公式（9—6） 式中 Aa、Ba、Ca——相应的凹模刃口尺寸； Amax——工件的最大极限尺寸； Bmin——工件的最小极限尺寸；

C——工件的基本尺寸； △——工件公差； △——工件偏差；

x——系数，为了避免冲裁件尺寸偏向极限尺寸（落料时偏向最

小尺寸，冲孔时偏向最大尺寸），x值在0.5~1之间，与工件精度有关可查表9—1或按下面关系选取。

工件精度IT10以上 x=1 工件精度IT11~IT13 x=0.75 工件精度IT14 x=0.5

δA、0.5δA、δA——凹模制造偏差，通常取δA=△/4。

表9—1 系数x

料厚t(mm) 1 非圆形 0.75 0.5 工件公差△/mm 1 1~2 2~4 ＞4 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 0.17~0.35 0.21~0.41 0.25~0.49 0.31~0.59 ≥0.36 ≥0.42 ≥0.50 ≥0.60 ＜0.16 ＜0.20 ＜0.24 ＜0.30 ≥0.16 ≥0.20 ≥0.24 ≥0.30 0.75 圆形 0.5 （一）落料刃口尺寸计算

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图9—1 计算刃口尺寸示意图

图上的尺寸均无公差要求，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得： 320-0.52 250-0.25 ?3.50 +0。30

如图8—1所示的固定夹的落料零件图，计算凸、凹模的刃口尺寸。考虑到零件形状比较复杂，采用配作法加工凸、凹模。凹模磨损后其尺寸变化有三种情况, 落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配制凹模。

落料凹模的尺寸从图9—1上可知，A、B、C、D均属磨损后变D大的尺寸，0 (δA=△/4) 属于第一类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax-x△)- δA查表8—1得：2Cmin=0.132(mm)，2Cmax=0.18(mm)；查表 9—1 得：x1=x2=x3=x4=0.75

落料凹模的基本尺寸计算如下： 0

根据公式9—1 A凹=(Bmax-x△)- δA=（32-0.75×0.52）0-0.52/4

0

=31.61-0.13(mm) B

0

凹=(Bmax-x△)- δA=（25-0.75×0.52）0-0.52/4

0

=24.61-0.13(mm)

0

C凹=(Bmax-x△)- δA=（32+0.75×0.52）0-0.52/4

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0

=31.62-0.13(mm) D

0

凹=(Bmax-x△)- δA=（25-0.75×0.52）0-0.52/4

0

=24.61-0.13(mm)

凸模安凹模尺寸配制，保证双面间隙（0.132～0.180）(mm).

冲孔凸模的尺寸从图9—1上可知，四个冲孔凸模的尺寸在磨损过程中将变0 （δA=△/4)

小，属于第二类尺寸，计算公式为：Ba=(Bmax+x△)- δA查表8—1得：2Cmin=0.132mm，2Cmax=0.18mm；查表 9—1磨损系数X=3.950.5

冲孔凸模的刃口尺寸计算如下： 0

根据公式8—2 E凸=(Bmax+x△)- δA =（3.8+0.5×0.3）0-0.3/4

= 3.950-0.075(mm)

四个冲孔凸模的尺寸是一样的，都为3.950-0.075(mm) 凹模按凸模尺寸配制，保证双面间隙（0.132～0.180）(mm) 9.4冲裁刃口高度

表9—2 刃口高度

料厚 刃口高度h ≤0.5 ≤6 ＞0.5～1 ＞6～8 ＞1～2 ＞8～10 ＞2～4 ＞10～12 ＞4 ≥14 查表9—1，刃口高度为h＞8～10(mm),取h=9(mm)

9.5弯曲部分刃口尺寸的计算 9.5.1最小相对弯曲半径rmin/t

弯曲时弯曲半径越小，板料外表面的变形程度越大，若弯曲半径过小，则板料的外表面将超过材料的变形极限，而出现裂纹或拉裂。在保证弯曲变形区材料外表面不发生裂纹的条件下，弯曲件列表面所能行成的最小圆角半径称为最小弯曲半径。

最小弯曲半径与弯曲件厚度的比值rmin/t称为最小相对弯曲半径，又称为最小弯曲系数，是衡量弯曲变形的一个重要指标。

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设中性层半径为ρ，则最外层金属（半径为R）的伸长率外为：

δ外=（R-ρ）/ρ 公式（9—1） 设中性层位置在半径为ρ=r+t/2处，且弯曲厚度保持不变，则有R=r+t,固有 δ外=1/(2r/t+1) 公式（9—2） 如将δ外以材料断后伸长率δ带入，则有r/r转化为rmin/t，且有

rmin/t=（1-δ）/2δ 公式（9—3） 根据公式就可以算出最小弯曲半径。 最外层金属（半径为R）的伸长率外为： 根据公式9—2 δ外=1/(2r/t+1)

=1÷（2×5÷1.2+1） =0.107

最小弯曲半径为：

根据公式9—3 rmin/t=（1-δ）/2δ =（1-0.107）/2×0.107 =0.1012 9.5.2弯曲部分工作尺寸的计算

1、回弹值 由工艺分析可知，固定夹弯曲回弹影响最大的部分是最大半径处，r/t=3.8/1.2=3.16＜5。此处属于小圆角V形弯曲，故只考虑回弹值。查表8.5—1得,回弹值为60，由于回弹值很小，故弯曲凸、凹模均可按制件的基本尺寸标注，在试模后稍加修磨即可。

表9—3 铝材料校正弯曲回弹

材料 r/t ＜0.8 硬铝LY12 ＜2 2～5 ＞5 20 40 60 材料厚度t(mm) 0.8～2 30 60 100 ＞2 40 80 140

3、模具间隙 弯曲V形件时，不需要在设计和制造模具时确定间隙。对于U形件的弯曲，必须选择合模具间隙 弯曲V形件时，凸、凹模间隙是用调

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整冲床的闭合高度来控制的适的间隙，间隙过小，会使边部壁厚变薄，降低模具寿命。间隙过大则回弹大，降低制件精度凸、凹模单边间隙Z一般可按下式计算：

Z=t+Δ+ct 公式（9—4） 式中：Z——弯曲凸、凹模单边间隙 t——材料的厚度

Δ——材料厚度的正偏差（表9—2） C——间隙数(表9—3) 查表得：Δ =0 C=0.05 根据公式9—4 Z=t+Δ+ct =1.2+0+0.05×1.2 =1.2+0.60 =1.8 (mm)

表9—4 薄钢板、黄铜板（带）、铝板厚度公差

厚度 薄钢板 08F B级公差 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.5 ±0.04 ±0.04 ±0.04 ±0.05 ±0.06 ±0.08 ±0.09 ±0.11 ±0.12 C级公差 ±0.06 ±0.06 ±0.06 ±0.07 ±0.08 ±0.10 0.12 ±0.13 ±0.15 材料 黄铜板（带） H62,H68,HP—1 冷扎带 -0.03 -0.04 -0.07 -0.07 -0.07 -0.08 -0.09 -0.10 -0.10 冷轧板 -0.03 -0.04 -0.07 -0.07 -0.08 -0.10 -0.12 -0.14 -0.16 铝板 2A11、2A12 最小公差 -0.02 -0.02 -0.03 -0.04 -0.04 -0.04 -0.04 — -0.10 最大公差 -0.04 -0.05 -0.05 -0.12 -0.12 -0.14 -0.17 —-0.27 26

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 ±0.15 ±0.17 ±0.18 ±0.20 ±0.22 — — ±0.18 ±0.20 ±0.22 ±0.25 ±0.30 — — -0.12 -0.12 -0.14 -0.16 -0.18 -0.20 -0.20 -0.18 -0.18 -0.20 -0.23 -0.23 -0.26 -0.26 -0.10 -0.20 -0.25 -0.25 -0.25 — -0.30 -0.28 -0.30 -0.35 -0.36 -0.37 — -0.37 表9—5 U形弯曲件凸凹模的间隙系数C值

弯曲件边长L/mm 10 20 35 50 70 100 150 200 ＜ 0.5 0.05 0.05 0.07 0.10 0.10 0.6～2 0.05 0.05 0.05 0.07 0.07 0.07 0.10 0.10 2.1～ 4 0.04 0.04 0.04 0.05 0.05 0.05 0.07 0.07 B≤2L 材料厚度t/mm 4.1～ 5 0.03 0.03 0.04 0.05 0.05 0.05 0.07 0.10 0.10 0.15 0.20 0.20 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 0.15 0.20 0.20 0.08 0.08 0.08 0.10 0.10 0.10 0.15 0.15 ＜5.0 0.6～2 2.1～4 4.1～7.5 0.06 0.06 0.06 0.10 0.10 0.15 0.15 7.6～12 0.06 0.06 0.06 0.08 0.08 0.10 0.10 B＞2L 4、凸凹模横向尺寸的确定 弯曲模的凸凹模工作部分尺寸确定比较复杂，不同的工件形状其横向工作尺寸的确定方法不同。

工件标注外形尺寸时，按磨损原则应以凹模为基准，先计算凹模，间隙取在凸模上。

当工件为双向对称偏差时，凹模尺寸为：LA=(L-2/1Δ)+δA0 公式（9—5） 当工件为单向偏差时，凹模实际尺寸为：LA=(L-3/4Δ) +δA0 公式 (9—6) 凸模尺寸为：LT=(LA-Z)0-Δt 公式（9—7） 或者凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证单向间隙Z/2。 式中： L——弯曲件的基本尺寸（mm）

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LT、LA——凸模、凹模工作部分尺寸（mm） Δ——弯曲件公差

δT、δA——凸、凹制造公差，选用IT7～IT9级精度，亦可按δt=δA=Δ/4选取。

2/Z——凸模与凹模的单向间隙 工件的外形尺寸为：11.2+0.430

由于工件为单向偏差，所以凹模的实际尺寸为：LA=(L-3/4Δ) +δA0 凸、凹制造公差，Δt=δA=Δ/4=0.45÷4=0.1125 根据公式9—6凹模尺寸为： LA=(L-3/4Δ) +δA0

=（11.2-3/4×0.45）+0.11250

=10.86+0.11250（mm）

根据公式9—7凸模尺寸为： LT=(LA-Z)0-δt

=（10.86-1.8）0-0.1125

=9.060-0.1125（mm）

根据工件的尺寸要求，凸、凹模刃口处都应有相应的圆角，为保证弯曲件的尺寸精度，圆角应按实际尺寸配制。

10主要零部件的设计

设计主要零部件时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造及总体装配方法。结合模具的特点，本模具适宜采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。 10.1 工作零件的结构设计 10.1.1凹模的设计

凹模采用整体凹模，各种冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。 模具厚度的确定公式为：

H=Kb

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式中：

K——系数值，考虑板料厚度的影响； b—— 冲裁件的最大外形尺寸；

安上式计算后，选取的H值不应小于（15～20）mm;

表10—1 系数值K

材料厚度t/mm s/mm <1 <50 >50~100 >100~200 >200 0.30~0.40 0.20~0.30 0.15~0.20 0.10~0.15 >1~3 0.35~0.50 0.22~0.35 0.18~0.22 0.12~0.18 >3~6 0.45~0.60 0.30~0.45 0.22~0.30 0.15~0.22

查表10—1得：K=0.35 H=0.35×32 =11.2mm

取H=18mm

模具壁厚的确定公式为： C=(1.5~2)H =1.5×18~2×18 =27~36mm 凹模壁厚取C=30mm 凹模宽度的确定公式为： B=b+2C =32+2×30 =92mm

查表10—1取标准取B=100mm 凹模长度的确定公式为： L=20+2×30 =80mm

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凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。查表10—2取标准L=80mm。 （送料方向）

凹模轮廓尺寸为100mm×80mm×18mm。凹模材料选用Cr12，热处理60~64HRC。

表10—2 矩形和圆形凹模的外形尺寸

矩形凹模的宽度和长度 B×L 63×50 63×63 80×63、80×80、100×63、100×80、10012、14、16、18、120、22 ×100、125×80 125×100、125×125、140×80、140×80 140×125、140×140、160×100、160×125、16、18、20、22、25、28 160×140、200×100、200×125 160×160、200×140、200×160、250×125、16、20、22、25、28、32 250×140 200×200、250×160、250×200、280×160 250× 250、280×200、280×250、315×200 315×250 18、22、25、28、32、35 20、25、28、32、35、40 20、28、32、35、40、45 14、16、18、20、22、25 矩形和圆形凹模厚度 H 10、12、14、16、18、20 10.1.2凸凹模的设计

凸凹模的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，凸凹模应有一定的壁厚。 10.1.3外形凸模的设计

因为该制件形状不是复杂，但有弯曲部分，所以将落料模设计成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形状做成一样，直通式凸模采用线切割机床加工。可以直接用2个M8的螺钉固定在垫板上，凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。外形凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、导料板的厚度的总和，外形凸模下部设置1个导正销，借用工件上的孔作为导正孔。外形凸模长度为：

L=H1 +H3+（15~20）mm

30

H1——凸模固定板厚度；得H1=0.8×H凹=0.8×18=9.6mm(标准为20mm) H3——卸料板厚度；查表10—5得H3=6mm

(15~20)——附加长度，包括凸模的修磨量，凸模进入凹模的深度及凸模固定板与卸料板间的安全距离。（附加长度取15）

L=20+6+15

=41mm

导正销的直线部分应为(0.5~0.8）t ，导正销伸入定位孔是，板料应处于自由状态。在手工送料时，板料以由挡料销定位，导正销将工件导正的过程的将板料向后拉回约0.2mm。必须在卸料板压紧板料之前完成导正。所以导正销直线部分的长度为：

L导=0.8×1.2=9.6mm

在外形凸模的底部钻安装导正销，采用H7/r6的配合，为防止其脱落，在凸模上打横向孔，用销钉固定导正销。 10.1.4内孔凸模设计

因为内孔凸模是圆凸摸，仍然选用直通式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用H7/r6配合。凸模长度与外形凸模长度相等为45mm。凸模材料应选T10A，热处理56~60HRC，凸模与卸料板之间的间隙见表10—3查得凸模与卸料板的间隙选为0.035mm。

表10—3 凸模与卸料板、导柱与导套的间隙

辅助小导柱与小导模具冲裁间隙 序号 Z 1 2 3 4 >0.015~0.025 >0.025~0.05 >0.05~0.10 >0.10~0.15 >0.005~0.007 >0.007~0.015 >0.015~0.025 >0.025~0.035 约为0.003 约为0.006 约为0.01 约为0.02 卸料板与凸模间隙Z1 套间隙Z2 10.1.5弯曲凸模的设计

弯曲凸模选用直通式，采用线切割加工方法。弯曲凸模与凸模固定板采用H7/r6配合。长度与外形凸模的长度相等，等于45mm, 凸模材料应选T10A，热

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处理56~60HRC，冲孔凸模与弯曲凸模之间有一定的间隙。为了保证间隙合理，弯曲凸模的宽度取16 mm。 10.2卸料部分的设计 10.2.1卸料板的设计

本模具的卸料板不仅有卸料作用，还具有用外形凸模导向，对内孔凸模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相同，卸料板的厚度按表10—5选择，卸料板厚度为6mm。卸料板与2个凸模的间隙以在凸模设计中确定了为0.035。卸料板采用45钢制造，热处理淬火硬度40~45HRC。

表10—5 固定卸料板厚度

卸料板宽度 冲件厚度t <50 ~0.8 >0.8~1.5 >1.5~3 6 6 8 50~80 6 8 10 80~125 8 10 12 125~200 10 12 14 >200 12 14 16 10.2.2卸料弹簧的设计

在冲裁模卸料与出件装置中，常用的元件是弹簧和橡胶，考虑本模具的结构，该模具采用的弹性元件为弹簧。

1、弹簧的选择与计算 在卸料装置中，常用的弹簧是圆柱螺旋压缩弹簧。这种弹簧已标准化（GB2089—1980），设计时根基所要求的压缩量和生产的压力按标准选用即可。

（1）卸料弹簧的选择原则

a、为保证卸料正常工作，在非状态下，弹簧应该预压，其与压力应大于等于单个弹簧承受的卸料力，即

Fy≥Fx/n 公式（10—1） 式中 Fy——弹簧的预压力，N；

Fx——卸料力，N； N——弹簧根数。

b、弹簧的极限压缩量应大于或等于弹簧工作时的总压缩量，即 Hj≥H=Hy+Hx+Hm 公式（10—2）

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式中 Hj——弹簧的极限压缩量，mm； H——弹簧工作时的总压缩量，mm； Hy——弹簧在余压力作用下的预压量，mm； Hx——卸料板的工作行程mm；

Hm——凸模与凸凹模的刃磨量，mm，通常取Hm=4～10mm。 C、选用的弹簧能够合理的布置在模具的相应空间。

（2）卸料弹簧的选用与计算步骤

a、根据卸料力和模具安装弹簧的空间大小，初定弹簧根数n，计算每个弹簧应产生的预压力Fy。

b、根据根据预压力和模具结构预选弹簧的规格，选择时应使弹簧的极限工作压力大于预压力，初选时一般可取Fj=（1.5～2）Fy。

C、计算预选弹簧在预压力下的预压量Hy

Hy= FyHj /Fj 公式（10—3） d、校核弹簧的极限压缩量是否大于工作时的实际总压缩量，即 Hj≥H=Hy+Hx+Hm。如不满足，则需重选弹簧规格，直至满足为止。

e、列出所选弹簧的主要参数：d（钢丝直径）D2(弹簧中径)t（节距）h0 （自由高度）n（圈数）Fj（弹簧的极限压力）Hj（弹簧的极限工作量）

由于固定夹的料厚为1.2mm,计算除的卸料力为4550N。

（1）假设考虑模具结构，初定弹簧的根数n=4，则每个弹簧的预压力为 根据公式10—1 Fy≥Fx/n=4550/4≈1137(N) (2)初选弹簧规格，按2Fy估算弹簧的极限工作压力Fj Fj=2Fy=2×1137=2274(N)

查标准GB2089—1980，初选弹簧规格为d×D2 ×h0=4×35×100, Fj=1400, Hj=30.9(mm)

(3)计算所选弹簧的的预压量Hy

根据公式10—3 Hy= FyHj /Fj=1137×30/1400=24.3（mm） (4)校核所选弹簧是否合适。卸料板的工作行程Hx=0.6+1=1.6（mm）,取 凹模刃磨量为4（mm）,则弹簧工作时的总压缩量为

H=Hy+Hx+Hm

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=24.3+1.6+4 =29.9(mm)

应为H＜Hj=30.9mm，故所选弹簧合格。

（5）所选弹簧的主要参数为：d=4mm,D2=35mm,t=12.5mm,n=12圈，h0=100mm, Fj=1400, Hj=30.9(mm)。弹簧的标记为：弹簧4×35×100 GB2089—1980. 10.3定位零件的设计

定位零件采用活动当料销定位。

采用活动当料销制造简单、使用方便。活动挡料销固定在卸料板上，挡料销的位置应保证导正销在导正条料过程中条料活动的可能，活动挡料销的位置可以由公式确定。

e=c-D/2+d/2+0.1 公式(10—1)

式中：

c——送料步距；

D——在送料方向上工件的尺寸； d——挡料销头部直径；

0 .1——导正销往前推的活动余量； 根据公式10—1 e=33.2-32/2+10/2+0.1 =12.1mm

即活动挡料销的位置在距导正销12.1mm处。采用45钢制造，热处理硬度43~48HRC。

10.4模架及其它零件的设计 10.4.1上下模座

模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和生产要求确定是否带导柱的模座。

本模具采用对角导柱、导套来保证模具上、下模的精确导向。滑动导柱、导套都是圆柱形的，其加工方便，可采用车床加工，装配容易。导柱的长度应保证上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面与上模座顶面的距离15mm。而下模座底面与导柱底面的距离为5mm。导柱的下部与下模座导柱孔采用R7/h5的过盈配合,导套的外径与上模座导套孔采用R7/h5的过盈配合。导套的长度，需

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要保证冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱与导套之间采用H7/h6的间隙配合，导柱与导套均采用20钢，热处理硬度渗碳淬硬56~60HRC。

导柱的直径、长度，按标准选取。

导柱：d/mm×L/mm分别为υ28×160，υ32×160；

导套：d/mm×L/mm×Dmm分别为υ28×105×42, υ32×105×45

模座的的尺寸L/mm×B/mm为100mm×80mm。模座的厚度应为凹模厚度的1.5~2倍上模座的厚度为30，上垫板厚度取10，固定板厚度取20，下模座的厚度为40mm。 10.4.2模柄

模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。

本模具采用带台阶的压入式模柄。

在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。

10.4.3模具的闭合高度：

该模具的闭合高度为

H闭=H上模+H垫+L+H+H下模-h2 =(20+10+35+20+25-2)mm =158（mm） 式中：

L——凸模长度，L=35 H——凹模厚度，H=20

h2——凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2

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可见该模具闭合高度小于所选压力机J23—25的最大装模高度（220）可以使用。

11 模具总装图

通过以上的设计，可得到模具总装图。模具的上模部分由上模座、上模垫板、凸模、凸模固定板、及卸料板等组成。卸料方式是采用的弹性卸料板卸料。上模座、上模垫板、凸模固定板、及卸料板用4个M81螺钉和4个υ6圆柱销固定。 螺钉选取：M8×60mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度24~28HRC。 圆柱销选取：υ6×70mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度40~45HRC。 下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等组成。下模座、凹模、卸料板用4个M8的螺钉和4个υ6的圆柱销固定。

螺钉选取：M8×70mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度24~28HRC。 圆柱销选取：υ6×70mm的标准件。采用45钢，热处理淬火硬度40~45HRC。 冲孔废料由漏料孔漏出。

12 压力机的选择

通过校核，该冲裁件所需的冲裁力为108.03KN，选择开式双柱可倾压力机J23—25能够满足使用要求。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：270mm 最大装模高度；220mm

作台尺寸（前后×左右）：370mm×560mm 垫板尺寸（厚度×孔径）：50mm×200mm 模柄孔尺寸：Ф40mm×60mm 最大倾角高度：30°

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总 结

在这次的毕业设计中，我综合了两年多来所学的所有专业知识，使我受益匪浅。不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。

在做毕业设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题，经过老师和同学的指导帮准，再加上自身不懈的努力，问题得到了及时解决。这次的毕业设计使我对冷冲压模具设计有了一定的认识，在模具设计过程中，不仅把大学三年所学到知识加深了，还学会了查有关书籍和资料，能够把各科灵活的运用到设计中去。

这次的毕业设计不仅是对自己大学三年的考核，也是在工作之前对自身的一次全面、综合型的测试。这为今后的工作做好了铺垫和奠定了一定的基础。

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致谢

这次毕业设计说明书及其模具装配图的完成，首先要感谢我的指导老师在毕业设计装配图及其说明书编制过程中，给予了精心的指导，并讲解了各项专业要领，提出了宝贵的专业意见，模具设计过程中，也要感谢曾经的科任教师，是他们的精心指导和教学才使我的毕业设计能够按期完成，感谢学校给予的支持和机会，感谢同学的无私帮助。同时要感谢百忙之中参加毕业答辩的评审老师。

谢谢你们！

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参考文献

[1]王海明主编.机械制造技术[M].北京:中国农业出版社, 2004. 7 [2]张鼎承主编.冲模设计手册.北京:机械工业出版社，1999.5 [3]阎其凤主编.模具设计与制造.北京:机械工业出版社，1995.11 [4]翁其金主编.冲压工艺与冲模设计.北京:机械工业出版社，1999.5 [5]李正风主编.机械设计基础[M].上海:上海交通大学出版社，2005.1 [6]许发樾主编.模具设计应用实例.北京:机械工业出版社，1999,5 [7]刘力主编.机械制图. 北京:高等教育出版社.第二版，2004.7 [8]曾欣主编.塑料模具与冲压模具.宜宾:宜宾职业技术学院. [9]史铁梁主编.冷冲模设计指导.北京：机械工业出版社，1996.7 [10]薛启翔主编.新编冲压工计算手册.北京:机械工业出版社，2004.3 [11]陈剑鹤主编.冷冲压工艺与模具设计.北京: 机械工业出版社，2001.9

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附录

附录1 冲压模具装配工序卡片

工号 1 工序 凸、凹模凸凹模预配 工艺说明 1、装配前仔细检查各凸模、凹模、凸凹模的形状及尺寸，是否符合图纸要求和尺寸精度，形状； 2、将凸模分别于相应的凹模孔配合，检查间隙是否加工均匀，不合适者应重新修磨或更换。 2 3 凸模装配 以凹模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的孔中，并挤紧牢固。 装配下模 1、在下模座1上画中心线，按中心线装配下垫板凸凹模和卸料板； 2、在下模座、卸料板上，用机加工好的凹模分别确定其螺孔位置，并分别钻孔，攻丝； 3、将下模、卸料板、下垫板、凸凹模、活动当料销，弹簧装在一起，打入销钉，用螺钉钉紧。 4 装配上模 1、在已装好的下模上放等高垫铁，并在凹模中放入0.12的纸片，装上落料凹模，空心垫板，然后将凸模与固定板组合并转入凹模中； 40

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