滑轮弯模压线卡冲压工艺与模具设计模板.doc

青岛理工大学
材料成型及控制工程

大丸子

.1.2

摘 要
本文介绍模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先依据工件图算工件展开尺寸，在依据展开尺寸算该零件压力中心，材料利用率，画排样图。 根 据零件几何形状要求和尺寸分析，采取复合模冲压，这么有利于提升生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当全部参数计算完后，对模具装 配方案，对关键零件设计和装配要求技术要求全部进行了分析。在设计过程中除 了设计说明书外，还包含模具装配图，非标准零件零件图。
本套模具包含落料冲孔复合模和弯曲模两套模具，在模具结构设计和计算完成后，开始利用UG NX建模模块下设计模具每个零件图，如上、下模座，上、下垫板，凸、凹模等，在零件设计过程中需要利用UG NX拉伸、旋转、扫掠、孔等多种功效，有利于我们熟悉UG NX强大功效。以后在UG NX装配模块下再将零件装配。最终再利用UG NX将零件三维图转换为二维图。
关键词：模具 复合模 弯曲模 冲压 UG NX

Abstract
This text introductive molding tool solid example the structure is in brief practical, the usage convenience is dependable, first according to the work piece the diagram calculate the work piece to launch size, at according to launch the pressure center that the size calculates that spare parts, the material utilization, painting row kind diagram. According to spare parts of several the shape request with the analysis of the size, adoption compound the mold hurtle to press, so be advantageous to an exaltation production an efficiency, molding tool design and manufacturing also opposite in simple. When all parameter calculations are over after, requested the technique requests to the design and assemble of the main spare parts to all carry on analysis to the assemble project that whets to have. During the period of design in addition to designing manual, also include the assemble diagram of the molding tool, the spare parts diagram of the not- standard spare parts, the work piece processes the craft card, the craft rules distance card, the not- standard spare parts processes craft process card.
This set of punch dies including blanking die and bending die two sets of composite mold, in mold design and calculation of the structure is complete, start using UG NX Modeling to design the mold for each part drawing, above, under the mold base, the next plate, convex, concave mold, the parts of the design process need to use UG NX stretching, rotating, sweeping, hole and other features will help us know the power of UG NX. Finally, using UG NX will be part of the three-dimensional diagram into two-dimensional map.
Key words: mold, compound die, bending die , stamping ,UG NX

目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
1 前 言 1
1.1 本课题研究意义 1
1.2 研究本课题中国外现实状况 1
1.3 本课题研究关键内容 2
2． 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定 3
2.1 弯曲件工艺分析 3
2.1.1 结构和尺寸 3
2.1.2尺寸精度 4
2.2 工艺方案确实定 4
3． 冲裁工艺和设计计算 5
3.1计算毛坯尺寸 5
3.1.1计算中性层弯曲半径 5
3.2排样、计算条料宽度及步距确实定 6
3.2.1搭边值确实定 6
3.3 冲裁力计算 9
3.3.1计算冲裁力公式 9
3.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力 9
3.3.3 总冲压力计算 11
3.4模具压力中心和计算 11
3.5 凸凹模尺寸计算 12
3.5．1冲裁模间隙确实定 12
3.5.2刃口尺寸计算 14
4． 冲裁模具关键零件、结构设计及材料选择 17
4.1 凸凹模设计 17
4.2 凹模设计 17
4.2.1刃口高度计算 17
4.3凸凹模设计 18
4.4 定位元件设计 19
4.5 卸料和出件装置 19
4.5.1卸料装置 19

4.5.2 出件装置 20
4.6 模架及其它零件设计 20
4.6.1上下模座 20
4.6.2 导柱、导套设计 20
4.6.3 模柄 21
4.7 模具总装图 22
5 弯曲模具零件及结构设计 23
5.1弯曲件结构工艺分析 23
5.2 弯曲件工艺方案确实定 24
5.3 弯曲力计算 24
5.3．1弯曲力计算 24
5.3.2 顶件力和压料力计算 24
5.3.3 弹簧选择 24
5.4 回弹值计算 25
5.5 弯曲凸凹模之间间隙 26
5.6 弯曲凸、凹模横向尺寸及公差 27
5.7弯曲模具装配图 28
6.基于UG NX 模具设计 29
6.1 UG NX 模具设计意义 29
6.2 基于UG 模具零件三维设计 30
6.2.1 上模座三维建模实例 30
6.3冲压模具总装配图 33
6.3.1零件装配实例 33
6.3.2 复合模装配图 35
6.4弯曲模总装配图 36
6.5模具三维视图转化为二维视图实例 36
6.5.1上垫板三维图转化为二维图 36
7、总结 38
8、谢辞 39
9参考文件 40
附录 41
Ⅰ 冲压模具零件图 41
Ⅱ 弯曲模零件图 44

1 前 言
1.1 本课题研究意义

该课题关键针对电子零件压线卡，在对零件冲孔、落料和压弯等成形工艺分析基础上，提出了该零件采取复合冲压模和弯曲模方案；依据零件形状、尺寸精度要求，设计过程中综合考虑采取“单列横排法排样”，确保工件尺寸和形状位置精度要求同时，提升了材料利用率和劳动生产率。
本课题包含知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识同时，对于提升设计者创新能力、协调能力，开阔设计思绪等方面为作者提供了一个良好平台。
1.2 研究本课题中国外现实状况
中国冲压模具不管在数量上，还是在质量、技术和能力等方面全部已经有了很大发展，但和国发经济需求和世界优异水平相比，差距仍很大，部分大型、精度、复杂、长寿命高级模具每十二个月仍大量进口，尤其是中高级轿车覆盖件模具，现在仍关键依靠进口。部分低级次简单冲模，已趋供过于求，市场竟争猛烈。
现将中国和国外冲压模具市场情况介绍以下：
据中国模具工业协会公布统计材料，中国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元，约合6.2亿元。依据中国海关统计资，中国共进口冲压模具5.61亿美元，约合46.6亿元。从上述数字能够得出中国冲压模具市场总规模约为266.6亿元。其中中国市场需求为260.4亿元。总供给约为213.8亿元，市场满足率为82%。在上述供求总体情况中，有多个具体情况必需说明：一是进口模具大部分是技术含量高大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低中中低级模具，所以技术含量高中高级模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低中低级模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是因为中国模具价格要比国际市场低格低很多，含有一定竟争力，所以其在国际市场前景看好，冲压模具出口达成1.46亿美元，比增加94.7%，就可说明这一点；三是多年来港资、台资、外资企业在中国发展快速，这些企业中大量自产自用冲压模具无确切统计资料，所以未能计入上述数字之中。

国外模具CAD/CAM技术情况
国外多年来发展高速加工和高精度加工，大幅度提升了加工效率，并可取得极高表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还含有温升低、热变形小等优点。高速加工现在关键是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工现在关键是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm多种精密加工。高速加工和高精度加工技术发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新活力。现在它已向更高灵敏化、智能化、集成化方向发展。
在信息化带动工业化发展今天，在经济全球化趋向日渐加速情况下，中国冲压模具必需立即提升水平。经过改革和发展，采取多种有效方法，引进和吸收国外优异冲压模具设计制造技术，不停创新，中国冲压模具水平也一定会不停提升水平，逐步缩小和世界优异水平差距。
1.3 本课题研究关键内容

在更改机械类基础课和专业课基础上，学习和初步掌握拉伸模设计方法和原理，利用UG NX三维CAD软件，设计一个给定零件拉伸模冲压共工艺和模具，并对模具材料和结构进行分析计算，确定拉伸工艺和模具材料及结构尺寸。分阶段完成调研、方案论证、结构设计计算和分析，UG NX三维CAD建模、二维工程图纸生成、毕业设计论文书写和整理等工作。经过本课题设计和研究，了解拉伸模通常设计方法，和制作工艺，学习UG NX三维CAD操作使用和设计思想，掌握综合利用所学机械制图、机械原理、机构设计、计算机辅助设计和制造等知识能力和处理实际问题能力，培养学生勇于实践、开拓创新精神。

2． 冲裁零件工艺分析及工艺方案确定
2.1 弯曲件工艺分析
零件图：图1-1所表示
生产批量：大批量
材料：Q235A
材料厚度：1mm

图2-1 零件图
2.1.1 结构和尺寸
该零件结构较简单，尺寸较小。在零件中还有一孔，需要考虑冲孔最小尺寸。冲孔最小尺寸和孔形状、板材力学性能和厚度相关，因受凸模强度限制，冲孔尺寸不宜过小。查表得d=3>t=1满足要求。孔离边缘之间距离受模具强度和冲裁件质量限制，其值不能过小，通常取a>2t,a=6>t=1满足要求。依据工件结构形状，需要进行落料、冲孔和弯曲三道基础工序。工件为大批量生产，应重视模具材料和结构选择，确保模具复杂程度和模具使用寿命。原料采取条料。

2.1.2尺寸精度
零件图上尺寸无特殊要求，属自由尺寸，可按IT14级选择，利用一般冲裁方法能够达成图样要求。
2.2 工艺方案确实定
在冲裁工艺性分析基础上，依据冲裁件特点确定冲裁工艺方案。该产品材料为Q235A，厚度t=1mm，抗剪切强度为τ=310-380Mpa,抗拉强度σb=380 -470Mpa,伸缩率δ=21-25%,屈服强度σs=2240 Mpa，含有较高强度、刚度和塑性，满足冲裁工艺对材料要求，适合于冲压加工，能够确保冲压过程完成，依据工件工艺分析，其基础工序有落料、冲孔、弯曲三道基础工艺，按其前后次序组合，可得以下多个方案;
(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
完成一个冲压工序冲裁模。因为此制件生产批量大，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，故不宜采取。
方案（3）属于连续模，是指压力机在一次行程中，依次在模具多个不一样位置上同时完成多道冲压工序模具。于制件结构尺寸小，厚度小，连续模结构复杂，又因落料在前弯曲在后，肯定使弯曲时产生很大加工难度，所以，不宜采取该方案。
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模具。采取复合模冲裁，其模具结构没有连续模复杂，生产效率也很高，又降低工人劳动强度，所以此方案最为适宜。
依据分析采取方案（4）复合冲裁

3． 冲裁工艺和设计计算
3.1计算毛坯尺寸
3.1.1计算中性层弯曲半径
相对弯曲半径为：R/t=10/1=10>0.5
式中：R——弯曲半径（mm）
  t——材料厚度（mm）
因为相对弯曲半径大于0.5，可见制件属于圆角半径较大弯曲件，应该先
求变形区中性层曲率半径β（mm）。
 β=r0+kt    (3—1)
式中：r0——内弯曲半径
k——中性层系数
表3-1  板料弯曲中性层系数
r/t
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1
1.2
K
0.21
0.22
0.23
0.24
0.25
0.26
0.28
0.3
0.32
0.33
r/t
1.3
1.5
2
2.5
3
4
5
6
7
≥8
K
0.34
0.36
0.38
0.39
0.4
0.42
0.44
0.46
0.48
0.5
依据r/t，由表3—1查出中性层位移系数k值为：
k1=0.5 k2=0.32
计算出图3-2中L3、L2长度分别为：

图3-2零件图
L2=7 L3=12
再依据公式(3-1) 得
β1=r1+ k1t =10+0.5×1=10.5
β2= r2+ k2t=1+0.32×1=1.32
依据β1、β2和角度计算L1、L2 弧长展开长度：
L1=πβα/180°=3.14×10.5×180°/180°=32.99mm
L2=πβα/180°=3.14×1.32×90°/180°=2.07mm
计算毛坯总长：
L=L1+L2+L3+L4=32.99+2.07+7+12=54mm
依据计算得：工件展开尺寸为54×10（mm）,图3—2所表示。

图3—2 零件展开外形尺寸
3.2排样、计算条料宽度及步距确实定
3.2.1搭边值确实定
排样时零件之间和零件和条料侧边之间留下工艺余料，称为搭边。搭边作用是赔偿定位误差，保持条料有一定刚度，以确保零件质量和送料方便。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时轻易翘曲或被拉断，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，表所列搭边值为一般冲裁时经验数据之一。
搭边值是废料，所以应尽可能取小，但过小搭边值轻易挤进凹模，增加刃口磨损表2—2给出了钢（WC0.05%～0.25%）搭边值。
该制件是矩形工件，依据尺寸从表3—2中查出：两制件之间搭边值a1=1.5（mm）,侧搭边值a=1.5(mm)。
表3—2 搭边a和a1数值
材料厚度

圆件及r＞2t工件
矩形工件边长L＜50mm
矩形工件边长L＞50mm
或r＜2t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

设计以下两种方案：

图3-3方案①

图3-4 方案②

方案①步距h=10+1.5=11.5 条料宽度b=54+3=57冲压件面积A=54×10=540mm，一个步距材料利用率η=nA/bh=1×540/57×13=82.4%
方案②步距h=54+1.5=55.5，条料宽度b=10+3=13，冲压件面积A=54×10=540mm，一个步距材料利用率η=nA/bh=1×540/55.5×13=74.8%
方案①利用率高，选择方案①

3.3 冲裁力计算
3.3.1计算冲裁力公式
计算冲裁力是为了选择适宜压力机，设计模具和检验模具强度，压力机吨位必需大于所计算冲裁力，以适宜冲裁要求，一般平刃冲裁模，其冲裁力F p通常能够按下式计算：
Fp=Kp tLτ    （3—2）
 式中   τ——材料抗剪强度，见附表（MPa）；
L——冲裁周围总长（mm）；
t——材料厚度（mm）;
系数Kp是考虑到冲裁模刃口磨损，凸模和凹模间隙之波动（数值改变或分布不均），润滑情况，材料力学性能和厚度公差改变等因数而设置安全系数Kp，通常取1~3。当查不到抗剪强度r时，能够用抗拉强度σb替换τ，而取Kp=1近似计算法计算。
依据常见金属冲压材料力学性能查出Q235抗剪强度为τ=310-380Mpa
取τ=345(MPa)
3.3.2 总冲裁力、卸料力、推料力、顶件力、弯曲力和总冲压力
因为冲裁模具采取镇压卸料装置和自然落料方法。总冲裁力包含：
F——总冲压力   Fp——总冲裁力
FQ——卸料力 FQ1——推料力。
FQ2——顶件力
① 总冲裁力：
Fp=F1+F2    （3—3）
F1——落料时冲裁力。
   F2——冲孔时冲裁力.
落料时周围长度为：L1=2×（54+10）=128（mm）
依据公式 F1=KptLτ （3—4）
    =1×1.3×128×345
    =57.4(KN)
冲孔时周围长度为：L2=πd=3.14×3=9.42（mm）
    F2= KptLτ
    =1×1.3×9.42×345 =4.2(KN) 
总冲裁力：Fp=F1+F2=57.4+4,2=61.6(KN)
表3—3 卸料力、推件力和顶件力系数
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
钢
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~2.5
＞2.5~6.5
＞6.5
0.065~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.055
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
铝、铝合金
纯铜，黄铜
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
对于表中数据，厚材料取小直，薄材料取大值。
② 卸料力FQ计算
FQ=Kx Fp  (3—5)
 式中： K—卸料力系数。
查表3—3得
KＸ＝0.04~0.05，取KＸ＝0.03
依据公式3—5 FQ ＝ KＸ Fp
　　　　　　　　  ＝0.03×61.6
　　　　　　　　  ＝1.8(KN)
③ 推料力FQ1计算
  FQ1=Kt Fp    (3—6)
  Kt——推料力系数。
  查表3—3得Kt＝0.055,
  依据公式3—6 FQ1=n Kt Fp
    =5×0.055×4.2
   ≈ 1.2(KN)
(n为卡在凹模直壁洞口内废料个数，通常取3-5件，取n=5)

3.3.3 总冲压力计算
 依据模具结构总冲压力：F=Fp+FQ+FQ1+FQ2
    =57.4+4.2+1.8+ 1.2 =67.6 (KN)
依据总冲压力，初选压力机为：开式双柱可倾压力机J23—10
标称压力 100kN 滑块行程60mm
最大装模高度180mm 行程次数 145次/min
连接杆调整长度35mm 工作台尺寸前后×左右 240×360
机器垫板厚度35mm 模柄孔尺寸直径×深度 30×50
3.4模具压力中心和计算
模具压力中心是指诸冲压协力作用点位置，为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心和压力机滑块中心相重合。不然，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使用寿命。
模具压力中心，可安以下标准来确定：
1、对称零件单个冲裁件，冲模压力中心为冲裁件几何中心。
2、工件形状 相同且分布对称时，冲模压力中心和零件对称中心相重合。
3、各分力对某坐标轴力矩之代数和等于诸力协力对该轴力矩。求出协力作用点坐标位置0，0（x=0,y=0），即为所求模具压力中心。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln

图3—5 压力中心
因为零件时左右对称,所以只要计算Y,将零件分为L1,L2,L3,L4
求出各段长度及各段重心位置
L1=10, Y1=0
L2=54, Y2=27
L3=10, Y3=54
L4=9.24, Y4=6
Y=L1Y1+L2Y2+L3Y3+L4Y4/L1+L2+L3+L4=10×0+54×27+10×54+9.24×6=24.63mm
可知压力中心向孔偏移。
3.5 凸凹模尺寸计算
3.5．1冲裁模间隙确实定
设计模具时一定要选择合理间隙，以确保冲裁件断面质量、尺寸精度满足产品要求，所需冲裁力小、模具寿命高，但分别从质量，冲裁力、模具寿命等方面要求确定合理间隙并不是同一个数值，只是相互靠近。考虑到制造中偏差及使用中磨损、生产中通常只选择一个合适范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就能够冲出良好制件，这个范围最小值称为最小合理间隙C min，最大值称为最大合理间隙C max。考虑到模具在使用过程中磨损使间隙增大，故设计和制造新模具时要采取最小合理间隙值C min。
冲裁间隙大小对冲裁件断面质量有极其关键影响，另外，冲裁间隙还影响模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件尺寸精度。冲裁过程中，凸模和被冲孔之间，凹模和落料件之间全部有摩擦，间隙越小，模具作用压应力越大，摩擦也越严重，而降低了模具寿命。较大间隙可使凸模侧面及材料间摩擦减小，并延缓间隙因为受到制造和装配精度限制，即使提升了模具寿命而，但出现间隙不均匀。所以，冲裁间隙是冲裁工艺和模具设计中一个很关键工艺参数。
 依据实用间隙表3—4 查得材料最小双面间隙2Cmin=0.100mm，最大双面间隙2Cmax=0.14mm

表3—4冲裁模初始用间隙2c(mm)

3.5.2刃口尺寸计算
① 刃口尺寸计算基础标准
  冲裁件尺寸精度关键取决和模具刃口尺寸精度，模具合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来确保。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模关键任务之一。从生产实践中能够发觉：
 1、因为凸、凹模之间存在间隙，使落下料和冲出孔全部带有锥度，且落料件大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件小端尺寸等于凸模尺寸。
2、在尺量和使用中，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、凹模要和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标准：
 1、落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时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、凹模磨损，设计落料凹模时，凹模基础尺寸应取尺寸公差范围较小尺寸；设计冲孔模时，凹模基础尺寸应取工件孔尺寸公差范围较大尺寸。这么在凸凹麽磨损到一定程度情况下，人能冲出合格制件。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，应考虑制件公差要求。假如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；假如对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来制件有可能不和格，会使模具寿命降低。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。冲压件尺寸公差应按“如体”标准标注单项公差，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。
② 刃口尺寸计算
查表得凸凹模制造公差：
落料部分：δ凸=-0.020mm δ凹=+0.020mm
校核：Zmax-Zmin=0.14-0.1=0,04mm =0.04≤0.04
冲孔部分δ凸=-0.020mm δ凹=+0.020mm =0.04≤0.04
均能满足要求≤-要求
查表3—5 可得
X=0.5 Δ=0.74
表3—5  系数x
料厚t(mm)
非圆形
圆形
1
0.75
0.5
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
落料

冲孔

式中 —分别为落料凹模和凸模基础尺寸
—分别为冲孔件凸模和凹模基础尺寸
—落料件最大极限尺寸
冲孔件最大极限尺寸
△—冲裁件公差
X—磨损系数 （由工件公差来确定）
、分别为凹模和凸模制造偏差
（一）落料刃口尺寸计算

图3— 6计算刃口尺寸示意图
图上尺寸均无公差要求，安国家标准IT14级公差要求处理，查公差表得：

4． 冲裁模具关键零件、结构设计及材料选择
4.1 凸凹模设计
冲孔圆形凸模，因为模具需要，在凸模外面装推件块，所以设计成直柱形状，而且非工作部分直径应做成逐步增大多级型式，选择B型凸模，基础尺寸以下图：

图4—1 凸模
4.2 凹模设计
4.2.1刃口高度计算
由H=KB 查得 K=0.02 （B为凹模最大宽度，K为系数）
H=KB=0.22×54=10.8mm 取H=10mm
凹模采取销钉GB/T119.1-φ6×60和内角圆头螺钉GB/2867.6-M8固定，凹模板轮廓尺寸为L×B及厚度尺寸H，从凹模刃口至凹模外缘最短距离称为凹模壁厚，对于形状简单且对称刃口凹模只需凹模平面尺寸可由刃口型孔向四面扩大一个凹模壁厚来确定
即 L=L+2C B=b+2C
因为条料宽度B=13≤40 查表得凹模壁厚C=25mm
L=L+2C=58+50=108mm B=b+2C=16+2×25=66mm

凹模结构图图4—2所表示

图4—2 凹模
4.3凸凹模设计
凸凹模是复合模中关键零件，因为凸凹模内外缘之间壁厚是不能冲孔件边距确定，所以当冲件边距较小时必需考虑凸凹模强度。凸凹模强度不够时就不能采取复合模冲裁。该模采取倒桩式复合模。查表最小壁厚为2.7mm,而此模孔中心距刃口边距最小尺寸为6mm，满足要求。
依据零件要求，凸凹模结构设计以下图4—3

图4—3 凸模

4.4 定位元件设计
定位零件作用是使坯料或工件在模具上相对凸、凹模有正确位置。定位零件形式有很多，用于对条料定位定位零件有挡料销、导料销、导料板。测压装置、导正销和侧刀等。依据零件结构，选择是挡料销。
挡料销关键用于定位，确保条料有正确送料进距。挡料销又分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。采取活动挡料销，以下图4—4

图4—4 活动挡料销
4.5 卸料和出件装置
卸料和出件装置作用是当冲模完成一次冲压，把冲件和废料从模具工作零件上卸下来，方便冲压工作能够继续进行。通常，把冲件或废料从凸模上卸下来称为卸料，把冲件或废料从凹模中卸下来称为出件。
4.5.1卸料装置
卸料装置按卸料方法分为固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀3中，
用于零件形状较为简单，采取是倒装复合模，选择弹性卸料装置。它由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（橡胶）。
① 弹性卸料板
弹性卸料板含有卸料和压料双重作用，多用于冲制薄料，是工件平面度提升
是平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度0.6-0.8倍。H=0.6×23=14mm。卸料板和凸模双边间隙依据冲件料厚确定，通常取0.1-0.3mm.取0.1mm。当卸料板和凸模起导向作用时，卸料板和凸模按H7/h6配合。
② 卸料螺钉
卸料螺钉选择GB2867.5-81 M12×65,材料为45钢
③ 弹性元件选择
因为零件厚度只有1mm，且卸料力不大，选择聚氨酯橡胶作为弹性板材料。依据公式D= = =109.3mm,依据卸料板外形尺寸，选择橡胶板外径为115mm,自由高度为15mm，按10%-45%压缩后，工作高度为14mm,，外径为116mm。
4.5.2 出件装置
出件装置作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模内出件装置称为推件装置，装置下模内称为顶件装置。推件装置又分为刚性推件装置和弹性推件装置两种。此设计选择是刚性推件装置。
4.6 模架及其它零件设计
4.6.1上下模座
模座分带导柱和不带导柱两种，依据生产规模和生产要求确定是否带导柱模座。
本模具采取后侧导柱模架来确保模具上、下模正确导向。滑动导柱、导套全部是圆柱形，其加工方便，可采取车床加工，装配轻易。导柱长度应确保上模座最底位置时（闭合状态），导柱上端面和上模座顶面距离15mm。而下模座底面和导柱底面距离为5mm。导柱下部和下模座导柱孔采取H7/h6配合,导套外径和上模座导套孔采取H7/r6配合。导套长度，需要确保冲压时导柱一定要进入导套10mm以上。导柱和导套之间采取H7/h6间隙配合，导柱和导套均采取 20钢，热处理硬度渗碳淬硬56~60HRC。
模座尺寸L/mm× B/mm为178mm×152mm。模座厚度应为凹模厚度1.5~2倍上模座厚度为35mm，上垫板厚度取10mm，固定板厚度取12mm，下模座厚度为40mm。
4.6.2 导柱、导套设计
导柱直径、长度，按标准选择。
导柱：d/ mm× L/mm分别为φ20×150mm GB2861.3—81；
导套：d/mm ×L /mm× D mm分别为φ20×φ32×75mm GB2861.6—81
4.6.3 模柄
模柄作用是将模具上模座固定在冲床滑块上。常见模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄和上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶压入式模柄，它和模座安装孔用H7/n6配合，能够确保较高同轴度和垂直度，适适用于多种中小型模具。（3）带螺纹旋入式模柄，和上模连接后，为预防松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，关键用于小型模具。（4）有凸缘模柄，用螺钉、销钉和上模座紧固在一起，使用和较大模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构能够经过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度影响，适适用于滚珠导柱、导套导向精密冲裁。
本模具采取带台阶压入式模柄。
在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔深度，模柄直径应和模柄孔径一致。以下图4—5所表示

图4—5 模柄
4.7 模具总装图
  经过以上设计，可得到模具总装图。模具上模部分由上模座、上模垫板、凸模、凸模固定板、及卸料板等组成。卸料方法是采取弹性卸料板卸料。上模座、上模垫板、凸模固定板、及卸料板用4个M8螺钉和2个φ6圆柱销固定。
螺钉选择：M8×60mm标准件。采取45钢，热处理淬火硬度24~28HRC。
圆柱销选择：φ6×60mm标准件。采取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M10螺钉和4个φ6圆柱销固定。
螺钉选择：M8×50mm标准件。采取45钢，热处理淬火硬度24~28HRC。
圆柱销选择：φ6×45mm标准件。采取45钢，热处理淬火硬度40~45HRC。
冲孔废料由漏料孔漏出。以下图4—7

图4—7 复合模总装图
1-下模座 2-导柱 3-卸料螺钉 4-弹性板 5-卸料板 6-导套 7-活动挡料销
8-上模座 9-上垫板 10-销钉 11-冲孔凸模 12-模柄 13-打杆
14-凸模固定板 15-内六角螺钉