模具的设计与制造大学本科毕业论文.doc

目 录
1绪 论 3
2 制件的工艺分析 4
3 工艺方案确定 6
3.1 制件成型工艺方案分析 6
3.2 制件成型工艺方案确定 6
4 模具结构形式的设计 8
4.1 模具类型 8
4.2 模架结构 8
4.3 操作与定位方式 8
4.4 卸料与出件方式 8
5 工艺设计与计算 9
5.1 排样设计与计算 9
5.2 冲压力的计算 12
5.3 计算模具压力中心 13
5.4刃口尺寸计算 14
5.4.1 冲裁间隙的确定 14
5.4.2 落料时的刃口尺寸计算 16
6 工作零件的设计与制造 18
6.1 落料凹模的设计 18
6.1.1凹模精度与材料的确定 18
6.1.2凹模刃口结构形式的选择 18
6.1.3凹模的外形结构与固定方式的确定 18
6.1.4 凹模相关尺寸计算 18
6.1.5加工方法及工艺方案比较 21
6.1.6工艺过程的制订 22
6.1.7凹模加工工艺过程卡的制订 23
6.2冲孔凸模的设计 24
6.2.1凸模精度与材料的选择 24
6.2.2凸模刃口结构形式的选择 24
6.2.3凸模的外形结构与固定方式的确定 25
6.2.4凸模高度的确定 25
6.2.5加工方法及工艺方案比较 27
6.2.6工艺过程的制定 28
6.2.7工艺过程卡的制定 29
6.3 凸凹模的设计 30
6.3.1凸凹模材料与精度的确定 30
6.3.2凸凹模的结构形式及固定方式 30
6.3.3凸凹模的外形尺寸计算 30
6.3.4工艺过程的制定 33
6.3.5凸凹模工艺过程卡的制定 34
7 标准件的选用 36
7.1 模架的选用 36
7.2 定位零件结构尺寸的确定 36
7.3 卸料螺钉的选用 37
7.4 卸料板的设计 37
7.5 出件零件的设计 38
8 模具闭合高度及压力机有关参数 39
总结 41
致谢 42
参考文献 43
附录A 44
附录B 45

1绪 论
模具发展已经成为我国经济发展的重要基础之一，很多学校都已经开发有关模具这个课程，并且将它作为一个单独的专业，众多国名经济支柱产生都要求模具工业的发展与之相适应。且冲压工艺具有高生产率、成本低廉、材料利用率高、适合大批大量生产特点，并且该零件广泛应用于木制家具作为连接件使用，使用冲压生产将会得到较大的效益。这也是我更加细致的利用所学知识的一次尝试，也是本小组选择该课题的理由所在。
目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国模具在标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。
本设计是作为模具设计与制造专业毕业生，在毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用。巩固和扩展自己所学的基本理论和专业知识，综合运用所学知识培养自己的技能分析和解决实际问题的能力，初步形成融技术、管理于一体的大工程意识，培养勇于探索的创新精神和实践能力；培养正确的设计和研究思想、理论联系实际、严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风；进一步训练和提高课题方案设计、资料查阅、理论计算、计算机使用、文字表达等方面的能力和技巧；通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。
在以后的生产中，研究和推广新工艺，新技术。提高模具在生产生活中的运用，并进一步提高模具的设计水平。

2 制件的工艺分析
该制件零件图如图2-1所示。

图2-1 制件示意图
生产批量：中批量；
材料：08钢；
材料厚度：1.8mm；
毛肧精度：IT14；
材料分析：材料08钢由表2-2查得08钢抗剪强度在260MPa到360MPa范围内，含碳量较低有良好的塑性、可锻性和冲压性能，比较适合冲裁。

表2-2 碳素结构钢的力学性能表
材料名称
材料牌号
材料状态
极限强度
伸长率
屈服强度
弹性模量
抗剪
抗拉
碳素结构钢
05
已退火的
200
230
28
-

05F
210-300
260-380
32
-

08F
220-310
280-390
32
180

08
260-360
215-410
27
200
190000
10F
220-340
280-420
30
190

10
260-340
300-440
29
210
198000
15F
250-370
320-460
28
-

15
270-380
340-480
26
230
202000
20F
280-890
340-480
26
230
200000
23
280-400
360-510
25
250
210000
25
320-440
400-550
24
280
202000
30
360-480
450-600
22
300
201000
35
400-520
500-650
20
320
201000
40
420-520
520-670
18
340
213500
45
440-560
550-700
16
360
204000

制件结构：
（1）该零件形状简单，孔边距较大且上下对称。
（2）冲裁件内、外形转角处都是以R=1的圆弧过渡，便于模具加工，减少冲裁时尖角处的崩刃过快磨损。其圆角半径R值满足模具设计圆角最小尺寸要求。
（3）由于凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小，而零件孔的尺寸远大于凸模能冲制最小尺寸。其凸模冲孔的最小尺寸见参考文献[3]P75表7-2与表7-3。
（4）厚度较薄满足最低冲裁厚度要求。
冲裁件的尺寸精度：冲裁件的尺寸公差等级为IT14级精度要求不高，一般冲压均能满足，其尺寸精度要求经查表7-2其尺寸公差风别为：
粗糙度：工件对粗糙度要求度不高Ra达到12.5即可。
经过对制件的生产批量、材料、厚度、轮廓、精度的分析该制件适合冲裁。

3 工艺方案确定
3.1 制件成型工艺方案分析
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以有以下三种工艺方案：
方案一：先冲孔再落料，采用单工序模生产。
方案二：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。
方案三：冲孔—落料，复合冲压，采用复合生产。
3.2 制件成型工艺方案确定
单工序模、复合模、级进模比较如表3-1所示。
表3-1 单工序模、复合模、级进模比较
比较项目
单工序模
复合模
级进模
工件尺寸精度
较低
一般IT11
较高一般IT9

工件形位公差
工件不平整，同轴度，对称度及位置度误差大
不太平整，有时要校平，同轴度，对称度及位置度误差大
工件平整，同轴度，对称度，及位置度误差较小
冲压生产率
低，冲床一次行程内只能完成一个工序
高，冲床一次行程内能完成多个工序
较高，冲床一次行程内可完成两个以上工序
实现操作机械化自动化的可能性
较易，尤其适合多共位冲床上实现自动化
容易，尤其适合单机上实现自动化
难，工作与废料排除较复杂只能在单机上实现部分机械化操作
对材料的要求
对条料要求不严，可用边角料
对条料或宽度要求严格
对条料要求不严，可用边角料
生产安全性
安全性较差
比较安全
安全性较差
模具制造的难易程度
较易，结构简单，制造周期短，价格低
形状简单，比用复合模具制造难度低
形状复杂，比用级进模具制造难度高

应用
通用性好，使用中，小批量生产和大型件大批量生产
通用性好，适合于形状简单，尺寸不大，精度要求不高件的大批量生产
通用性差，适合于形状复杂，尺寸不大，精度要求较高件的大批量生产
方案一单工序冲裁模：指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。该模具结构简单，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产。

方案二级进模（又称为连续模、跳步模）：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。它也只需要在一副模具内可以完成多道不同的工序，可包括冲裁、弯曲、拉深等，生产效率高，易于自动化，但该模具结构复杂，制造与装配难度大，精度要求高，步距控制要求精度大，由于本设计的零件形状简单，加工精度要求不高，所以此方案不合适。
方案三复合冲裁模：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。此冲裁方法，生产效率高，操作方便、安全，模具结构紧凑，冲件的精度和平直度较好，特别是孔相对于制件的同心度容易保证，适合大中批量生产，通过合理设计可以达到较好的零件质量。
根据本零件的设计要求及各方案的特点，综合分析决定零件采用复合模冲裁工艺方案。

4 模具结构形式的设计
4.1 模具类型
根据零件的冲裁方案，采用复合冲裁模。复合冲裁模又分正装和倒装复合模。正装式较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。由于本零件平直度要求不是很高，工件孔边距较大，所以不采用正装式，而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，卸料可靠，便于操作，所以决定采用倒装复合模。
4.2 模架结构
由于冲压件尺寸较小精度要求不高，因此选用由上模座、下模座、导柱、导套组成的后侧导柱模架。
4.3 操作与定位方式
（1） 操作方式
由于零件生产批量属于中型，产品需求不是太大，因此可采用手工送料方式。
（2）毛坯定位方式
毛坯定位方式采用导料销和挡料销定位，导料销装在模具左侧负责导料，挡料销负责定距。
4.4 卸料与出件方式
（1）卸料
因为工件料厚为1.8mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性卸料方式。
（2）压料
采用弹压卸料板进行压料。
（3）出件方式
采用上出件方式。制件通过打杆、推板和推杆传递推件力，由推件块将制件推出。

5 工艺设计与计算
5.1 排样设计与计算
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，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。
因制件形状的限制只能采用有废料排样，由于制件精度要求不高且生产批量属于中等批量，从模具生产难度和成本考虑采用有废料直排。
5.1.1排样方案
方案：如图5-1所示直排。

图5-1 排样示意图

表5-2 搭边a和a1数值
材料厚度

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
沿边a
工件间a1
沿边a
工件间a1
沿边a
＜ 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
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
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：
表5-3部分材料搭边值
材料
搭边值
钢（WC0.3%～0.45%）
0.9
钢（WC0.5%～0.65%）
0.8
硬黄铜
1～1.1
硬铝
1～1.2
软黄铜，纯铜
1.2
由表5-2其搭边值分别取为：b=1.5、a=1.2、a=1.5。
（1） 条料宽度计算
由参考文献[3]可知：
条料宽度：
B=（+2a+c） （5-1）
式中：-条料宽度方向冲裁件的最大尺寸（mm）；
a-侧搭边值（mm）；
-条料宽度的单向偏差（mm）；
c-导料板与最宽条料之间的间隙（mm）。
由制件可得=53 mm，a由表5-1取1.2 mm，由表5-3取0.20 mm，c其最小值由表5-4取0.5 mm，代入公式（5-1）得：
B=（53+1.5+1.2+0.5）
= 56.2
表5-4 条料宽度公差
条料宽度B
材料厚度t
0～0.5
>0.5～1
>1～2
0～20
0.05
0.08
0.10
>20～30
0.08
0.10
0.15
>30～50
0.10
0.15
0.20

表5-5 导料板与条料之间的最小间隙
材料厚度t
无 侧 压 装 置
条 料 宽 度B
100以下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
1
1
1
1
（2）材料利用率
由参考文献[3]可知：
材料利用率：
y= （5-2）
式中：A-一个步距内冲裁件的实际面积；
B-条料宽度；
S-步距。
由排样图，取A=332.84，B=56.2，S=51.2，代入公式（5-2）得：
y =
≈
5.2 冲压力的计算
（1） 冲裁力
由参考文献[3]可知：
冲裁力：
（5-3）
式中：F-冲裁力；
K-系数；
-材料抗剪强度；
L-冲裁周边总长（mm）；
t-材料厚度（mm）。
由表2-1取260MPa，K由表5-5取0.045，L=50mm，t=1.8mm代入公式（5-3）得：
F =127×1.8×50×0.045
=5715N
落料冲裁力：
由表2-1取260MPa，K由表5-5取0.045，L=50mm，t=1.8mm代入公式（5-3）得：

=50×1.8×260×0.045
=11700N
（2） 卸料力
由参考文献[3]可知：
卸料力：
（5-4）

式中：-卸料力；
-卸料系数；
F-冲裁力。
F由上计算得85852N，由表5-5取0.045，代入公式（5-4）得：
=0.045×F
=2571.75N
落料凸模卸料力：
F由上计算得5715N，由表5-5取0.045，代入公式（5-4）得：

=0.045×5715
=2707.38N
（3） 推件力
由参考文献[3]可知：
推件力：
（5-5）
式中：-推件系数；
F-冲裁力；
n-同时卡在凹模内的冲裁件数。
F由上计算得85852N，由表5-5取0.55，n取1代入公式（5-5）得：
=0.55×1× F
=1414.05N

5.3 计算模具压力中心
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，应尽量使模具的压力中心与压力机滑块的中心重合，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。零件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P，即为所求模具的压力中心。

图5-6 压力中心示意图
如图5-6该制件为圆形对称图形，所以几何中心就是压力中心则①为制件压力中心 、内孔压力中心 、外圆弧压力中心 、为直线段压力中心、为外轮廓的压力中心。
则模具压力中心与制件的对称中心重合。
5.4刃口尺寸计算
5.4.1 冲裁间隙的确定
单配加工方法，用凸摸和凹摸相互单配的方法来保证合理的间隙。先加工基准件，然后非基准件按基准件配做，加工后的凸模和凹模不能互换。通常，落料件选择凹模为基准模，冲孔件选择凸模为基准模。这种方法多用于冲裁件的间隙较小的模具。冲裁模初始双边间隙值见表5-7。

表5-7冲裁模初始双边间隙值z
厚度
材料

软钢
紫钢、08钢、含碳0.08％～0.2％的软钢
杜拉铝、含碳0.3％～0.4％的中等硬钢
硬钢含碳0.5％～0.6％
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
Zmin
Zmax
0.9
0.036
0.054
0.045
0.063
0.054
0.072
0.063
0.081
1.0
0.040
0.060
0.050
0.070
0.060
0.080
0.070
0.090
1.2
0.050
0.084
0.072
0.096
0.084
0.108
0.096
0.120
根据此制件材料为08钢，厚度为1mm，查表5-4得此冲裁模的初始双边间隙值：
最小双边间隙值zmin=0.050mm
最大双边间隙值zmax=0.070mm
即在配合加工时，要保证合理间隙值在0.050mm～0.070 mm之间。
表5-8 简单形状（方形、圆形）冲裁时凸、凹模的制造偏差
公称尺寸
凸模偏差
凹模偏差
≤18
＞18～30
＞30～80
＞80～120
＞120～180
＞180～260
＞260～360
＞360～500
-0.020
-0.020
-0.020
-0.025
-0.030
-0.030
-0.035
-0.040
+0.020
+0.025
+0.030
+0.035
+0.040
+0.045
+0.050
+0.060

表5-9 圆形凸凹模制造偏差
材料厚度
t
基本尺寸
＞10
＞10～50
＞50～100
＞100～150

0.4
0.5
0.6
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.0
+0.006
+0.004
+0.006
+0.004
-
-
-
-
+0.006
-0.004
+0.006
-0.004
+0.008
-0.005
-
-
+0.006
-0.004
+0.008
-0.005
+0.008
-0.005
+0.010
-0.00
+0.007
-0.005
+0.008
-0.006
+0.010
-0.007
+0.012
-0.008
+0.008
-0.006
+0.010
-0.007
+0.012
-0.008
+0.015
-0.010
+0.010
-0.007
+0.012
-0.008
+0.015
-0.010
+0.017
-0.012
+0.012
-0.008
+0.015
-0.010
+0.017
-0.012
+0.020
-0.014
+0.015
-0.010
+0.017
-0.012
+0.020
-0.014
+0.025
-0.017
+0.017
-0.012
+0.020
-0.014
+0.025
-0.017
+0.029
-0.019
表5-10 磨损系数
材料厚度
工件公差
1
≤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
12
24
4
磨损系数
非圆形x值
圆形x值
1
0.75
0.5
0.75
0.5
5.4.2 落料时的刃口尺寸计算
由图可知,该零件属于无特殊要求的一般冲孔,落料。外形50mm由落料获得,4 个8mm的孔和一个16mm的孔由冲孔获得,查表Zmin=0.10mm Zmax=0.140mm 则Zmax-Zmin=0.04mm。
由已知该零件图的所有尺寸公差都 为IT14级,则X=0.75mm。
设凹，凸模分别按IT14加工制造。
冲孔8mm的孔： =(+x)
=(8+0.75×0.3) =8.225mm
=(+Zmin)
=(8.225+0.1)=8.325mm
16mm的孔： =(+x)=16.3225mm
=(+ Zmin)=16.4225mm
校核：｜｜+｜｜≤Zmax- Zmin
0.016+0.024=0.04(满足间隙公关条件)
孔距尺寸小孔与小孔之间：
==330.015mm
小孔与大孔之间：
==16.50.015mm
落料：
=(- x)
=(50-0.465)=49.535mm
=(- Zmin )
=(- Zmin )
=(49.535-0.1)=49.435mm
对应凹模刃口尺寸按其冲孔凸模刃口尺寸配做，其对应凹模刃口基本
尺寸分别为8、16、50,保证间隙值（0.050mm～0.070mm）之间。 6 工作零件的设计与制造
6.1 落料凹模的设计
6.1.1凹模精度与材料的确定
根据凹模作为工作零件，其精度要求较高，外形精度为IT11级，内型腔精度为IT7级，表面粗糙度为Ra3.2um，上下平面的平行度为0.02，材料选Cr12。
6.1.2凹模刃口结构形式的选择
冲裁凹模刃口形式有直筒式和锥形两种。选用时主要根据冲件的形状、厚度、尺寸精度以及模具结构来确定。由于本模具冲的零件尺寸相对较大，所以采用刃口为直通式如图6-1所示，该类型刃口强度高，修磨后刃口尺寸不变。
6.1.3凹模的外形结构与固定方式的确定
该凹模为整体式凹模，凹模用4×M8螺钉固定连接、2×10销钉定位保证位置精度，确定螺钉间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具寿命。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。
6.1.4 凹模相关尺寸计算
凹模厚度：
凹模壁厚：
凹模长度：
凹模宽度：
式中：—冲裁件的横向最大外形尺寸（mm）；
—冲裁件的纵向最大外形尺寸（mm）；
K—系数值，考虑板料厚度的影响；

表6—1 系数值K
s/mm
材料厚度t/mm
<1
>1~3
>3~6
<50
>50~100
>100~200
>200
0.30~0.40
0.20~0.30
0.15~0.20
0.10~0.15
0.35~0.50
0.22~0.35
0.18~0.22
0.12~0.18
0.45~0.60
0.30~0.45
0.22~0.30
0.15~0.22
查表6—1得：K=0.35
=25mm
取H=25mm
模具壁厚的确定公式为：
C=(1.5~2)H
=37.5~50mm
凹模壁厚取C=37.5mm
凹模宽度的确定公式为：
B=25+2×37.5
=100mm
查表6—2取标准取B=125mm
凹模长度的确定公式为：
L=50+2×37.5
=125mm
表6—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
矩形和圆形凹模厚度
H
63×50 63×63
10、12、14、16、18、20
80×63、80×80、100×63、100×80、100×100、125×80
12、14、16、18、120、22
125×100、125×125、140×80、140×80
14、16、18、20、22、25

图6-1 凹模

6.1.5加工方法及工艺方案比较
根据凸模的结构形状、尺寸精度、间隙大小、加工条件及冲裁性质不同，凸模的加工一般有分别加工和配作加工两种方案。各种加工方案的特点和适应范围如表6—3所示。
表6-3 圆形凸模加工方案
加工方案
加工特点
适用范围
分
别
加
工
方案一
按图样加工凸模至尺寸和精度要求，冲裁间隙由凸、凹模的实际刃口尺寸之差来保证
（2） 刃口形状较简单，刃口直径大于5mm的圆形凸模；
（3） 要求凸模具有互换性；
（4） 分别加工能保证加工精度
（5） 成批生产
配
作
加
工
方案二
以凹模为基准，先加工好凹模，然后按照凹模的实际人口尺寸配作凸模，并保证凸、凹模之间规定的间隙值。
（1） 刃口形状较复杂，冲裁间隙比较小；
（2） 冲孔时采用方案二，落料时采用方案三；
（3） 复合模冲裁时，可先分别加工好冲孔凸模和落料凹模，在配作加工凸、凹模，并保证规定的冲裁间隙
方案三
以凸模为基准，先加工好凸模，然后按照凸模的实际人口尺寸配作间隙，并保证凸、凹模之间规定的间隙值
圆形凸模一般用台肩固定，常用车削、磨削等工艺加工而成。对截面较小的圆形凸模，有时也采用线切割加工成形，再进行尾部退火铆接的装配工艺；最后再采用螺、销钉紧固的装配方法。

6.1.6工艺过程的制订
表6-4 凹模的加工工艺过程
工序号
工序名称
工艺内容
设备
1
备料
用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力
锯床或车床
2
粗加工
毛坯
刨削或铣削毛坯的六个面，加工尺寸至125mm×100mm×25mm,留粗磨余量0.4mm
刨床或铣床
3
磨平面
磨上、下两平面和相邻的两侧面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.2~0.3mm，保证各面相互垂直
平面磨床
5
粗加工型孔
沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.3~0.5mm

7
加工螺钉过孔和销孔
加工2x10mm销孔，4x8mm螺钉过孔
立式钻床
8
热处理
淬火、低温回火，保证0~64HRC

9
磨削
精磨上、下两端面，达到制造要求
平面磨床
10
精修型孔
钳工研磨型孔，达到规定的技术要求

6.1.7凹模加工工艺过程卡的制订
表6-5 凹模加工工艺过程卡片

工艺过程卡

零件名称
凹模
模具编号
8
编号

零件材料
45
毛坯尺寸
130mm×105mm×30mm
件数
1
工序号
工序名称
工艺内容
定额工时
实做工时
制造人
检验
等级
1
备料
用型钢棒料，在据床上或车床上切断，并将棒料锻成矩形之后进行球化退火处理，以消除锻造产生的内应力，改善组织及加工性能

2
粗加工
毛坯
刨削或铣削毛坯的六个面，加工尺寸至125mm×100mm×25mm,留粗磨余量0.4mm

3
磨平面
磨上、下两平面和相邻的两侧面，作为加工时的基准面。单面留精磨余量0.2~0.3mm，保证各面相互垂直

4
钳工划线
以磨过相互垂直的两侧面为基准，划凹模中心线与2x10mm销孔，4x8mm螺钉过孔
中心线

5
粗加工型孔
沿型孔轮廓线钻孔，除去中间废料，立式铣床上按划线线加工型孔，留单面余量0.3~0.5mm

6
精加工型孔
钳工锉修型孔，并随时用凹模样板校验。合格后，扩出型孔刃壁下扩孔

7
加工螺钉过孔和销孔
加工

8
热处理
淬火、低温回火，保证60~64HRC

9
磨削
精磨上、下两端面，达到制造要求

10
精修型孔
钳工研磨型孔，达到规定的技术要求

工艺员

年 月 日
零件质量等级

6.2冲孔凸模的设计
6.2.1凸模精度与材料的选择
该模具刃口要求有较高的寿命和较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力,所以凸模的材料应选Cr12，热处理50～64HRC。
根据凸模作为工作零件，其精度要求较高，所以选用IT7级，表面粗糙度为Ra1.6um，同轴度为0.02mm。
6.2.2凸模刃口结构形式的选择
凸模结构分为两类，一类是整体式另一类是镶拼式。整体式中根据加工方法的不同又分为直通式和台阶式。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，这类凸模一般采用线切割方法进行加工，台阶式凸模一般采用机械加工，当形状复杂时，成型部分常采用成型磨削。对于圆形凸模与凸模固定板采用H7/m6配合，并按凸模的标准结构形式与尺寸规格选取。

6.2.3凸模的外形结构与固定方式的确定
由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同。所以在实际生产中使用凸模的结构形式有很多，其截面形状有圆形和非圆形，圆形凸模中的台阶式和快换式采用台肩固定，非圆形的直通式和阶梯式采用铆钉、粘结剂浇注法固定。由于本设计选用圆形台阶式，所以采用台肩固定。
6.2.4凸模高度的确定
因为该制件形状不是很复杂，所以将冲孔模设计成台阶式凸模。凸模与凸模固定板的配合按H7/m6。其总高按如下公式计算：
公式（6-5）
式中：—凸模固定板厚度；
—凹模厚度；
—冲裁件厚度和凸模进入凸凹模经验值,为（1～2）mm。
凸模固定板一般取凹模固定板的0.6～0.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应该考虑紧固螺钉和销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用H7/m6。固定板材料一般采用Q235和45钢，本固定板设计采用45钢。
由此，凸模固定板的厚度：
（0.6～0.8） 公式（6-6） =0.6×25～0.8×25
=15～20mm，取=20mm
由以上公式（6-5）、（6-6）可得凸模高度为：

=20+25+1
=46mm
由以上可得凸模简图如图6-2所示：

图6-2 冲孔凸模

6.2.5加工方法及工艺方案比较
根据凸模的结构形状、尺寸精度、间隙大小、加工条件及冲裁性质不同，凸模的加工一般有分别加工和配作加工两种方案。该凸模加工采用分别加工法。各种加工方案的特点和适应范围如表6—3所示。
表6-3 圆形凸模加工方案
加工方案
加工特点
适用范围
分
别
加
工
方案一
按图样加工凸模至尺寸和精度要求，冲裁间隙由凸、凹模的实际刃口尺寸之差来保证
（6） 刃口形状较简单，刃口直径大于5mm的圆形凸模；
（7） 要求凸模具有互换性；
（8） 分别加工能保证加工精度
（9） 成批生产
配
作
加
工
方案二
以凹模为基准，先加工好凹模，然后按照凹模的实际人口尺寸配作凸模，并保证凸、凹模之间规定的间隙值。
（4） 刃口形状较复杂，冲裁间隙比较小；
（5） 冲孔时采用方案二，落料时采用方案三；
（6） 复合模冲裁时，可先分别加工好冲孔凸模和落料凹模，在配作加工凸、凹模，并保证规定的冲裁间隙
方案三
以凸模为基准，先加工好凸模，然后按照凸模的实际人口尺寸配作间隙，并保证凸、凹模之间规定的间隙值
圆形凸模一般用台肩固定，常用车削、磨削等工艺加工而成。对截面较小的圆形凸模，有时也采用线切割加工成形，