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XXXX學院
畢業(yè)設計說明書
作 者： 學 號：
學院（系、部）：
專 業(yè)：
題 目： 平板片復合模設計
指導者：
評閱者：
2016 年05 月
28
- -
摘 要
本論文應用本專業(yè)所學課程的理論和生產實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養(yǎng)和提高了我的獨立工作能力。本設計通過對平板片的復合模設計的工藝性分析，確定了正確的工藝方案。從而對模具設計方案，以及沖壓設備作出了分析與選擇。通過分析決定采用復合模形式，然后參考其他模具結構以及查手冊和計算設計。當所有的參數計算完后，對模具的裝配方案，對主要零件的設計和裝配要求技術要求都進行了分析。在設計過程中除了設計說明書外，還包括模具的裝配圖，非標準零件的零件圖等。
關鍵詞：冷沖壓 ；復合模 ；設計
目 錄
摘 要 I
第一章、緒 論 3
第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定 4
2.1.沖壓件的工藝分析 4
2.2.確定工藝方案及模具的結構形式 4
2.3.排樣、計算條料寬度及步距的確定 5
2.3.1.搭邊值的確定 5
2.3.2.條料寬度的確定 6
2.3.3.導板間間距的確定 7
2.3.4.排樣 7
2.3.5.材料利用率的計算與比較 9
2.3.6.板料利用率的計算： 9
第三章、沖裁力的計算 11
3.1.計算沖裁力的公式 11
3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力 11
3.2.1.總沖裁力 11
3.2.2.卸料力Fx的計算 12
3.2.3.推料力Ft的計算 12
3.2.4.總的沖壓力的計算 13
第四章、模具壓力中心與計算 14
第五章、刃口尺寸的計算 16
5.1.刃口尺寸計算的基本原則 16
5.2.刃口尺寸的計算 16
5.3.計算凸、凹模刃口的尺寸 17
5.4.沖裁刃口高度 19
第六章、主要零部件的設計 21
6.1.工作零件的結構設計 21
6.1.1.凹模的設計 21
6.1.2.凸凹模的設計 22
6.1.3.外形凸模結構設計 23
6.1.4.內孔凸模設計 23
6.2.模架及其它零件的設計 24
6.2.1.上下模座 24
6.2.2.模柄 24
6.2.3.模具的閉合高度 25
第七章、壓力機的選擇 26
結 論 27
參考文獻 28
第一章、緒 論
沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類：
1．根據工藝性質分類
（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、剖切模等。
（2）彎曲模 使平板坯料沿著直線（彎曲模）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
（3）拉抻模 是把平板坯料制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
（4）成形模 是將毛料件，或者是半成品，在凸、凹模的一定的形狀下壓制而成，其過程是聽過材料產生局部塑形變形，如：壓筋，脹形等工序模具，起伏成形模也是這個原理，拉深，翻邊等工序。
2．根據工序與工序之間組合分類
（1）單模 一般是針對只有一對凸、凹模的模具，在沖壓過程中，只完成一道工序的模具，比如，落料，沖孔，拉深這樣的模具。
（2）復合模 只有一個沖壓過程中，在壓力機的作用下，在同一工序上同時完成兩道或更多的工序的模具。
（3）連續(xù)模 在條料的送進方向上，按順序，有兩個或更多的工位，在壓力機的作用下，在不同的工位上依次完成兩道或多個工序的模具。連續(xù)模又稱級進?；蛱侥?。
冷沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術方面，還是在經濟方面，都具有許多獨特的優(yōu)點。
第二章、零件的工藝分析和工藝方案的確定
2.1.沖壓件的工藝分析
圖2—1 零件圖
如圖2—1所示零件圖。
生產批量：大批量；
材料：10#鋼；
厚度：3.0mm；
與低碳鋼相比，強度、硬度均較高，具有較好的韌性、焊接性，此鋼大多在正火狀態(tài)下使用，也可進行調質處理。
由于產品四角是直角，為防止落料凹模熱處理應力集中開裂，清角處應增加R角，本次課題根據材料厚度，建議增加R0.5。
2.2.確定工藝方案及模具的結構形式
根據制件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔兩道基本工序，按其先后順序組合，可得如下幾種方案;
(1) 落料——沖孔；單工序模沖壓
(2) 沖孔——落料；單工序模沖壓。
(3) 沖孔——落料；連續(xù)模沖壓。
(4) 落料沖孔；復合模沖壓。
方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機一次行程內完成一個沖壓工序的沖裁模。由于此制件生產批量大，尺寸又較這兩種方案生產效率較低，操作也不安全，勞動強度大，故不宜采用。
方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的模具。于制件的結構尺寸小，厚度小，連續(xù)模結構復雜，制造成本高，維修不方便，因此，不宜采用該方案。
方案（4）屬于復合沖裁模，復合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數道沖壓工序的模具。采用復合模沖裁，其模具結構沒有連續(xù)模復雜，生產效率也很高，又降低的工人的勞動強度，所以此方案最為合適。
根據分析采用方案（4）復合沖裁。
2.3.排樣、計算條料寬度及步距的確定
2.3.1.搭邊值的確定
排樣時零件之間以及零件與條料側邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質量和送料方便。搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。
搭邊值通常由經驗確定，表所列搭邊值為普通沖裁時經驗數據之一。
表2—2 搭邊a和a1數值
材料厚度
圓件或類似圓件的工件
矩形工件邊長L≤50mm
矩形工件邊長L＞50mm
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
工件間a1
沿邊a
＜ 0.25
0.25~0.5
0.5~1.0
1.0~1.5
1.5~2.0
2.0~2.5
2.5~3.0
3.0~3.5
3.5~4.0
4.0~5.0
5.0~12
1.0
0.8
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
1.2
1.0
1.0
1.3
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
3.5
0.7t
1.2
1.8
1.5
1.2
1.5
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
1.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
1.5~2.5
2.2
1.8
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
1.8~2.6
2.5
2.0
1.8
2.0
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t
搭邊值是廢料，所以應盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進凹模，增加刃口磨損表2—2給出了鋼（WC0.05%～0.25%）的搭邊值。
該制件是矩形工件，根據尺寸從表2—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=2.2（mm），側搭邊值a=2.5(mm)。
2.3.2.條料寬度的確定
計算條料寬度有三種情況需要考慮；
有側壓裝置時條料的寬度。
無側壓裝置時條料的寬度。
有定距側刃時條料的寬度。有定距側刃時條料的寬度。
有側壓裝置的模具，能使條料始終沿著定位銷送進。
條料寬度公式：
B0-△=（Dmax+2a） 公式（2—1）
其中條料寬度偏差上偏差為0，下偏差為—△，見表2—3條料寬度偏差。
D ——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。
a——側搭邊值。
根據公式2—3 B0-△=（Dmax+2a）
=（28+11+2×2.5）0-0.50
=440-0.50
表2—3 條料寬度公差(mm)
條料寬度
B/mm
材料厚度t/mm
～0.5
>0.5～1
>1～2
～20
0.05
0.08
0.10
>20～30
0.08
0.10
0.15
>30～50
0.10
0.15
0.20
2.3.3.導板間間距的確定
定位銷間距離公式：
A=B+Z 公式（2—4）
Z——定位銷與條料之間的最小間隙（mm）；
查表2—4得Z=5mm
根據公式2—4 A1= B+Z
=11+16+2.2
=29.2（mm）
錯開排樣計算 A2= B+Z
=8+16+2.2
=26.2（mm）
表2—4 定位銷與條料之間的最小間隙Zmin（mm）
材料厚度t/mm
有 側 壓 裝 置
條 料 寬 度B/mm
100以下
100以上
~0.5
0.5~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5
5
5
5
5
5
8
8
8
8
8
8
2.3.4.排樣
根據材料經濟利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。
采用少廢料，或者是無廢料的排樣方法，材料利用率必然是很高，而且一次沖裁可以獲得多個零件，按此方法設計的模具，結構相對簡單，還可以降低沖裁力，但是，因條料本身的厚度公差，以及前道工序裁料時的誤差，條料導向與定位所產生的誤差，各個方面的影響，所以這樣沖出的產品公差等級比較低，在沖壓過程中，因模具單面受力（單邊切斷時），必然會加劇模具的磨損，從而降低模具壽命，沖出的產品斷面質量也不好，尺寸精度也達不到。
由于設計的零件是類似T形零件，外形不完全規(guī)則，所以采用有費料直排法。
第一種排樣方法如圖：
第二種排樣方法如圖：
2.3.5.材料利用率的計算與比較
利用CAD計算產品面積為735.777mm2
第一種排樣方法一個步距內的材料利用率η為
η=nF/Bs×100%
η=1×735.777/29.2×44×100%=57.2678%
式中 F——一個步距內沖裁件面積（包括沖出的小孔在內）；
n——一個步距內沖裁件數目；
B——條料寬度（mm）；
s——步距；
第二種排樣方法一個步距內的材料利用率η為
η=nF/Bs×100%
η=2×735.777/47.4×44×100%=70.856%
結合以上計算，選擇第二種排樣方法
2.3.6.板料利用率的計算：
沖裁零件的面積為：
F= 735.777(mm2)
毛坯規(guī)格為：1250×1000（mm）。
送料步距為：h=D＋a1=23.7
一個步距內的材料利用率為：
n11=(nF/Bh)×100%
橫裁時的條料數為：
n1 =1000/B
=1000/44
=22.727 可沖22條，
每條件數為：
n2 =(1250-a)/h
=(1250-2.2)/23.7
=52.649 可沖52件，
板料可沖總件數為：
n=n1×n2=22×52=1144(件)
板料利用率為：
n12=(nF/1250×1000)
=(1144×735.777/1250×1000) ×100%
=67.3383%
縱裁時的條料數為：
n1=1250/B
=1250/44
=28.409 可沖28條，
每條件數為：
n2=(1000-a)/h
=(1000-2.2)/23.7
=42.1 可沖42件，
板料可沖總件數為：
n= n1×n2=28×42=1176（件）
板料的利用率為：
n12=(nF/1250×1000)
=(1176×735.777/1250×1000) ×100%
=69.22%
通過比較，橫裁比縱裁的材料利用率小，所以該零件采用縱裁法。
第三章、沖裁力的計算
3.1.計算沖裁力的公式
計算沖裁力是為了選擇更為合理的壓力機，壓力機的公稱壓力必須大于所計算的總沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力F p一般可以按下式計算：
Fp=KptLτ 公式（3—1）
式中 τ——抗剪強度，見附表（MPa）；
L——周邊總長（包括外形和孔）（mm）；
t——材料厚度（mm）;
系數Kp是考慮到沖裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙波動（數值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學性能，厚度公差變化，等因數而設置的安全系數Kp，一般取1~3。當查不到抗剪強度τ時，可以用抗拉強度σb代替τ，而取Kp=1的近似計算法計算。
根據常用金屬沖壓材料的力學性能查出10#鋼的抗剪強度為260～340(MPa)，
取τ=340(MPa)
3.2.總沖裁力、卸料力、推料力和總沖壓力
由于沖裁模具采用彈性卸料裝置和自然落料方式。
總的沖裁力包括:
F——總沖壓力。
Fp——總沖裁力。
FQ——卸料力
FQ1——推料力。
3.2.1.總沖裁力
Fp=F1+F2 公式(3—2)
F1——落料時的沖裁力。
F2——沖孔時的沖裁力.
落料時的周邊長度為：L1=119.98（mm）
根據公式5—1 F1=KptLτ
=1.3×3.0×119.98×340
=159.093(KN)
沖圓孔時的周邊長度為：L2=πd=3.14×10=31.4（mm）
F2= KptLτ
=1.3×3.0×31.4×340
=41.636(KN)
總沖裁力：Fp=F1+F2=159.093+41.636=200.729(KN)
表3—1 卸料力、推件力和頂件力系數
料厚t/mm
Kx
Kt
Kd
鋼
≤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
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
對于表中的數據，厚的材料取小值，薄材料取大值。
3.2.2.卸料力Fx的計算
Fx=Kx Fp 公式(3—3)
Kx——卸料力系數。
查表3—1得KＸ＝0.03~0.04，取KＸ＝0.04
根據公式3—3 Fx=KＸ Fp
＝0.04×200.729
≈ 8.029(KN)
3.2.3.推料力Ft的計算
Ft=KtFp 公式(3—4)
Kt——推料力系數。
查表3—1得Kt＝0.045, 取Kt=0.045
根據公式3—4 Ft=KtFp
=0.045×41.636
≈1.874(KN)
3.2.4.總的沖壓力的計算
根據模具結構總的沖壓力：F=Fp+Fx+Ft
F=Fp+Fx+Ft+Fd
=200.729+8.029+1.874
=210.632(KN)
根據總的沖壓力，初選壓力機為：開式雙柱可傾壓力機J23—40。
第四章、模具壓力中心與計算
模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置，為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合，或者起碼在所選壓力機的模柄直徑范圍內。否則，會使沖壓模和壓力機上滑塊之間產生偏心載荷，使滑塊和導軌之間產生過大磨損，模具導向零件和壓力機滑塊加速磨損，從而降低了模具和壓力機的使用壽命。
模具的壓力中心計算，可安以下原則來確定：
1、對稱零件的單工序結構模具，其壓力中心為沖裁件的幾何中心，與模具中心一致。
2、工件形狀 相同且分布對稱時，其壓力中心與零件的對稱中心相重合。
3、各分力對某坐標軸的力矩之代數和等于諸力的合力對該軸的力矩。求出合力作用點的坐標位置0，0（x=0,y=0），即為所求模具的壓力中心。
Xo=L1X1+L2X2+……LnXn/L1+L2+……Ln
Yo=L1Y1+L2Y2+……LnYn/L1+L2+……Ln
通過解析法計算產品落料沖孔模壓力中心如下：
由于計算外形尺寸的力矩相對復雜，所以無法詳細計算，從以上圖形分析，該產品形狀均在直徑為40的模柄范圍內，所以其壓力中心也必然在其范圍內，復合設計原理及要求。
第五章、刃口尺寸的計算
5.1.刃口尺寸計算的基本原則
產品的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度，模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確確定模具刃口尺寸及制造公差，是設計沖裁模主要任務之一。
由此在決定模具刃口尺寸精度及其制造公差時需要考慮以下原則：
1、落料件尺寸由凹模尺寸決定，沖孔時的尺寸由凸模尺寸決定。故計算落料模尺寸時，應以凹模為基準，間隙算在凸模上：計算沖孔尺寸時，應以凸模尺寸為基準，間隙算在沖孔凹模上。
2、由于在沖壓過程中，凸、凹模有磨損，設計計算落料凹模時，凹模基本尺寸應取尺寸公差范圍的較小尺寸；設計計算沖孔模時，凸?；境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶妮^大尺寸。這樣就算凸凹模磨損到一定程度，仍能沖出合格的制件。凸凹模間隙則取最小值合理。
3、確定沖模刃口制造公差時，應考慮制件的公差要求。如果對刃口精度要求過高（即制造公差過小），會使模具制造困能，增加成本，延長生產周期；如果對刃口要求過低（即制造公差過大）則生產出來的制件有可能不合格，會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差，則對于非圓形工件按國家“配合尺寸的公差數值”IT14級處理，沖模則可按IT11級制造；對于圓形工件可按IT17～IT9級制造模具。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注單項公差，落料件上偏差為零，下偏差為負；沖孔件上偏差為正，下偏差為零。
5.2.刃口尺寸的計算
沖裁模凹、凸模刃口尺寸有兩種計算和標注的方法，即分別加工和配作加工兩種方法。前者主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，后者主要適用于沖制薄材料的沖裁，或沖制復雜形狀工件的沖裁，或單件生產的沖模。
針對本次設計的課題形狀，又是大批量生產，故采用分開加工法加工。設計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸精度及制造公差。凸、凹模分開加工法的優(yōu)點是：凸、凹模具有互換性，而且制造周期短，便于中途更換，維修。其缺點是為了保證最初所選擇的間隙在合理范圍之內，最好選擇比較小的凸、凹模具制造公差，才能滿足δp+δd≤Zmax-Zmin，所以對模具制造的要求較高。
5.3.計算凸、凹模刃口的尺寸
凸模與凹模采用分別加工的方法計算落料凸凹模的刃口尺寸。
1、落料模
設工件的尺寸為，根據設計原理，落料時以凹模為設計基準。首先計算凹模刃口尺寸，使凹模的基本尺寸接近或直接等于工件外形輪廓的最小極限尺寸，將凹模尺寸減小最小合理間隙值，即可得出凸模尺寸。具體計算公式如下：
公式（6—1）
公式（6—2）
式中 Dd 、Dp — 落料凹模、凸模尺寸(mm)；
Dmax — 落料件的最大極限尺寸（mm）；
— 磨損系數；
△ — 工件的公差（mm）；
、 — 凹模、凸模的制造公差（mm）；
Zmin — 最小合理間隙（mm）。
2、沖孔模
設沖孔尺寸為，根據計算原則，沖孔時以凸模為設計基準。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸，將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。其計算公式如下：
公式 （6—3）
公式 （6—4）
式中 、 — 沖孔凸模、凹模的尺寸（mm）；
— 沖孔件孔的最小極限尺寸（mm）。
3、孔心距
孔心距屬于模具刃口磨損后基本不變的尺寸。若工件上沖出孔心距尺寸為L±或L± ,其凹模型孔的孔心距可按下式確定：
或 公式（6—5）
式中 — 凹模孔心距尺寸（mm）：
— 工件孔心距尺寸（mm）。
為了保證初始間隙不超過，即，和選取必須通過校核滿足以下條件：
公式（6—6）
、值的確定，有以下方法：①查表選取，表為規(guī)則形狀沖裁時，凸、凹模的制造偏差；②按，選??；③根據工件精度按模具制造精度選取，如按IT6~IT7級來選取。
為了避免沖裁件尺寸偏向極限尺寸（落料時偏向最小尺寸，沖孔時偏向最大尺寸），x值在0.5~1之間，根據工件制造精度進行選取。
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
（一） 落料刃口尺寸計算
工件的尺寸均無公差要求，安國家標準IT12級公差要求處理。
根據平板片的落料零件圖，計算凸、凹模的刃口尺寸?？紤]到零件形狀比較簡單，采用分別加工法加工凸、凹模。凹模磨損后其尺寸變化有三種情況, 落料時應以凹模的實際尺寸按間隙要求來配作凸模，沖孔時應以凸模的實際尺寸按間隙要求來配制凹模。
模具的基本尺寸計算如下：
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料。外形由落料獲得，φ10 由沖孔同時獲得。
查表5—1 的 ， ，則
（mm）
按工件等級為IT14級確定工件的公差。
設凸、凹模分別按IT6和IT7級加工制造，
則落料模尺寸：（根據公式6—1 和6—2 計算）
① 58+0.1-0.1
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
② 16+0.1-0.1
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
③ 12+0.1-0.1
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
④ 22+0.1-0.1
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
⑤ 16+0.1-0.1
（mm）
（mm）
校核: ，滿足公差條件。
沖孔模尺寸：（根據公式6—3 和6—4 計算）
① ?10-0.1 +0.1
（mm）
（mm）
校核：，滿足公差條件。
5.4.沖裁刃口高度
表6—1 刃口高度
料厚
≤0.5
＞0.5～1
＞1～2
＞2～4
＞4
刃口高度h
≤6
＞6～8
＞8～10
＞10～12
≥14
查表6—1，刃口高度為h＞10～12(mm),取h=5(mm) ，刃口高度小，不容易堵廢料。
第六章、主要零部件的設計
設計主要零部件時，首先要考慮主要零部件用什么方法加工制造及總體裝配方法。結合模具的特點，本模具適宜采用線切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、內孔凸模。這種加工方法可以保證這些零件各個內孔的同軸度，使裝配工作簡化。下面就分別介紹各個零部件的設計方法。
6.1.工作零件的結構設計
6.1.1.凹模的設計
凹模采用整體凹模，各種沖裁的直刃口凹模型腔采用線切割機床加工。
模具厚度的確定公式為：
H=Kb
式中：
K——系數值，考慮板料厚度的影響；
b—— 沖裁件的最大外形尺寸；
按上式計算后，選取的H值不應小于（15～20）mm;
表7—1 系數值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7—1得：K=0.35~0.50
H=0.50×（28+11）
=19.5mm
取H=30mm
模具壁厚的確定公式為：
C=(1.5~2)H
=1.5×30~2×30
=45~60mm
凹模壁厚取C=50mm
凹模寬度的確定公式為：
B=b+2C
=（28+11）+2×50
=139mm
查表7—2取標準取B=140mm
凹模長度的確定公式為：
L=（16+11）+2×50
=127mm
凹模的長度要考慮導料銷發(fā)揮的作用，保證送料粗定位精度。查表7—2取標準L=140mm。（送料方向）
凹模輪廓尺寸為140mm×120mm×30mm。凹模材料選用Cr12MoV，熱處理58~60HRC。
表7—2 矩形和圓形凹模的外形尺寸
矩形凹模的寬度和長度
B×L
矩形和圓形凹模厚度
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
140×125、140×140、160×100、160×125、160×140、200×100、200×125
16、18、20、22、25、28
160×160、200×140、200×160、250×125、250×140
16、20、22、25、28、32
200×200、250×160、250×200、280×160
18、22、25、28、32、35
250× 250、280×200、280×250、315×200
20、25、28、32、35、40
315×250
20、28、32、35、40、45
6.1.2.凸凹模的設計
凸凹模的內、外緣均為刃口，內、外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，為保證凸凹模的強度，凸凹模應有一定的壁厚。
6.1.3.外形凸模結構設計
因為該制件形狀不是復雜，所以將落料模設計成直通式凸模，直通式凸模工作部分和固定部分的形狀做成一樣，直通式凸模采用線切割機床加工?？梢灾苯佑门c固定板過盈配合固定在下模板上，凸模與凸模固定板的過盈配合按H7/m6。凸模的高度是凸模固定板的厚度、卸料板的厚度、樹脂高度的總和，外形凸模長度為：
L=H1 +H3+（15~20）mm
H1——凸模固定板厚度；得H1=0.6×H凹=0.6×30=18mm(標準為15mm)
H3——卸料板厚度；查表7—5得H3=10mm，本次設計取15mm厚。
(15~20)——附加長度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全距離。（附加長度取15）
L=15+15+15
=45mm ，本次設計取50mm
定位銷的直線部分應為(0.5~0.8）t ，定位銷伸入定位孔時，板料應處于自由狀態(tài)。在手工送料時，板料以由定位銷定位，定位銷將工件導正的過程的將板料向后拉回約0.2mm。必須在卸料板壓緊板料之前完成導正。所以導正銷直線部分的長度為：
L導=0.8×3=2.4mm
在外形凸模的底部鉆安裝導正銷，采用H7/r6的配合，為防止其脫落，在凸模上打橫向孔，用銷釘固定導正銷。
6.1.4.內孔凸模設計
因為內孔凸模是圓凸摸，仍然選用直通式凸模，與凸模固定板采用H7/r6配合。凸模材料應選Cr12MoV，熱處理56~60HRC，凸模與卸料板之間的間隙見表7—3查得凸模與卸料板的間隙選為0.035mm。
表7—3 凸模與卸料板、導柱與導套的間隙
序號
模具沖裁間隙
Z
卸料板與凸模間隙Z1
輔助小導柱與小導套間隙Z2
1
>0.015~0.025
>0.005~0.007
約為0.003
2
>0.025~0.05
>0.007~0.015
約為0.006
3
>0.05~0.10
>0.015~0.025
約為0.01
4
>0.10~0.15
>0.025~0.035
約為0.02
6.2.模架及其它零件的設計
6.2.1.上下模座
模座分帶導柱和不帶導柱兩種，根據生產規(guī)模和生產要求確定是否帶導柱的模座。
本模具采用后側導柱、導套來保證模具上、下模的精確導向?；瑒訉е?、導套都是圓柱形的，其加工方便，可采用車床加工，裝配容易。導柱的長度應保證上模座最底位置時（閉合狀態(tài)），導柱上端面與上模座頂面的距離15mm。而下模座底面與導柱底面的距離為5mm。導柱的下部與下模座導柱孔采用R7/h5的過盈配合，導套的外徑與上模座導套孔采用R7/h5的過盈配合。導套的長度，需要保證沖壓時導柱一定要進入導套10mm以上。導柱與導套之間采用H7/h6的間隙配合，導柱與導套均采用20鋼，熱處理硬度滲碳淬硬56~60HRC。
導柱的直徑、長度，按標準選取。
導柱：d/mm×L/mm分別為φ22×180，
導套：d/mm×L/mm×Dmm分別為φ22×60×35，
模座的的尺寸L/mm×B/mm為214mm×185mm。模座的厚度應為凹模厚度的1.5~2倍上模座的厚度為35，上墊板厚度取8，固定板厚度取15，下模座的厚度為45mm。
6.2.2.模柄
模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式有：（1）整體式模柄，模柄與上模座做成整體，用于小型模具。（2）帶臺階的壓入式模柄，它與模座安裝孔用H7/n6配合，可以保證較高的同軸度和垂直度，適用于各種中小型模具。（3）帶螺紋的旋入式模柄，與上模連接后，為防止松動，擰入防轉螺釘緊固，垂直度較差，主要用于小型模具。（4）有凸緣的模柄，用螺釘、銷釘與上模座緊固在一起，使用與較大的模具。（5）浮動式模柄，它由模柄，球面墊塊和連接板組成，這種結構可以通過球面墊塊消除沖床導軌位差對對沖模導向精度的影響，適用于滾珠導柱、導套導向的精密沖裁。
本模具采用帶臺階的壓入式模柄。
在設計模柄時模柄長度不得大于沖床滑塊內模柄孔的深度，模柄直徑應與模柄孔徑一致。
6.2.3.模具的閉合高度
該模具的閉合高度為
H閉=H上模+H墊+L+H+H下模-h2
=(35+20+8+45+50+8+45-2)mm
=209（mm）
式中：
L——凸模長度，L=45
H——凸凹模厚度，H=50
h2 ——凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2
可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23—40的最大裝模高度（220）可以使用。
第七章、壓力機的選擇
通過校核，該沖裁件所需的沖裁力為210.632KN，選擇開式雙柱可傾壓力機J23—40能夠滿足使用要求。其主要技術參數如下：
公稱壓力：400KN
滑塊行程：80mm
最大閉合高度：300mm
最大裝模高度；220mm
作臺尺寸（前后×左右）：350mm×450mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：80mm×120mm
模柄孔尺寸：Ф50mm×70mm
最大傾角高度：30°
結 論
四年的學習，我對模具設計與制造有了深刻的認識。面臨畢業(yè)期間，此次單獨設計一個模具，讓我了解了很多的模具結構、模具加工工藝、模具的用途。并且學到不少的書本上沒有的知識，就拿沖壓模來說，對于影響模具壽命的因素，主要是模具的加工精度和材料的剛度，還有模具的材料，模具生產批量，模具結構等。影響模具的產品質量的主要因素也是模具的制造精度。
通過這次畢業(yè)設計，我從理論和實踐上又更進一步的加深。模具結構設計的好壞直接影響產品質量和經濟。中國面臨世界的挑戰(zhàn)，在模具行業(yè)這方面，我希望日后能在模具這一行有所貢獻。
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