修边冲孔及翻孔说明书

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绪 论 1.1模具行业的发展现状及市场前景

目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。

精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。

性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各

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式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 1.2冲压的概念、特点及应用

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。

(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。

（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。

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（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。

但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。

冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的 1.3 冲压的基本工序及模具

由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。

上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。

在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。

复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。

级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同

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工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。

复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。

冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。 1.4 冲压技术的现状及发展方向

在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。

当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。

随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化

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方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

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摘要：冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的左侧中间加强支架作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。

本设计对指定工件进行模具设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。

本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。

关键词：冷冲压模具 修边 冲孔 翻孔

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Abstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings.

Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent.

Keywords: stamping die; stamping molding; die design

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第一章 冲压件工艺设计

1.1冲压工艺设计

冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性,即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。冲裁件的工艺性对冲裁工件的质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及冲压设备的选用等都有很大的影响。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大是几何形状、尺寸、精度要求。良好的冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁件的制造成本。

1.1.1 材料分析

该零件的材料为Q/BB117-2002，该钢种是优质碳素结构钢，碳的质量百分数是0.07%～0.14％，属于低碳钢，屈服点s=210MPa，抗拉强度b=340MPa，延伸率不小于31％，断面收缩率不小于55％，具有良好的冲压、拉深、焊接性能，故广泛用于制造冷冲压零件。

1.1.2 冲压件结构工艺性及分析

冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。该工件结构简单，也无复杂形状的曲线。

冲裁件各直线或曲线的连接处，尽量避免锐角。除在少、无废料排样或采用镶拼模结构时，都应有适当的圆角相连，以利于模具制造和提高模具寿命。工件图如图1.1所示：

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图1-1

此工件为支架，有冲孔、压弯、切断三个工序特征，形状较简单，没有极限冲裁特征，成形容易，适合冲裁。该制件上有两个圆孔：并以此两个圆孔的圆心为中心有两个半圆：在靠近制件中心有一弯曲圆弧，半径为R1mm，制件厚度t.为1.5mm。冲件上的孔与孔、孔与边缘之间的距离不能过小，以避免工件变形、模壁过簿或因材料易被拉入凹模而影响模具寿命。一般孔与孔最小间距：3.1t，孔边距取：对圆孔为（1～1.5）t。冲裁件的精度要求，应在经济精度以内，对于该制件为普通冲裁件，其经济精度不高于IT11级，冲孔件比落料件高一级。冲裁件的尺寸精度以不高于ITl2级为宜。如无特殊要求，外形尺寸精度应低于ITl0级，内形尺寸精度应低于IT9级。对精度要求高于ITl0级的冲裁件，应在模具结构设计方面采取措施，若提高定位精度，采用弹压卸料顶件装置，提高模具制造精度或采用精冲技术等。零件图上尺寸均无公

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差标注，按IT14级处理。冲裁件的断面质量是不高的，材料厚度和硬度的影响尤甚。通常材料厚度t＜1mm的零件，断面粗糙度可达Ra=3.2m；t＞1mm的零件，断面粗糙度将高于Ra=6.3m。

1.1.3 模具结构形式和选材

1)该制件主要工序为：落料、成形、翻边、修边、冲孔、翻孔。若采用单工序模，工序多，工件小，手工操作，生产率低，难以满足零件大批量生产的需求，且三道工序中的定位误差，将导致孔心距尺寸精度难以保证。若采用复合模，结构紧凑，冲出的制件精度高，生产效率也高，适合大批量生产。级进模能在一副模具上对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，生产率高，便于实现机械化。针对工序特点设计相应的模具结构形式。

2) 冷冲压模具的成本分析 在冷冲压模具设计中，常常要提到模具成本问题，即经济性。所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。在冲压生产中，既要保证产品质量，完成所需的产品数量，又要降低模具的制造费用．这样才能使整个冷冲压的成本得到降低。

在模具设计中主要考虑的问题是如何降低模具的制造成本。因为产品的成本不 仅与材料费(包括原材料费、外购件费)、加工费(包括工人工资、能源消耗、设备折旧费、车间经费等)有关，而且与模具费有关。一副模具少则几万，多则上百万。所以必须采取有效措施降低制造成本。

模具费在工件制造成本中占有一定比例。对于小批量生产，采用简易模具。因 其结构简单、制造快速、价廉，所以能降低模具费，从而降低工件制造成本。 在大批大量生产中．应尽量采用高效率、长寿命的级进冲模及发展硬质合金冲 模。硬质合金冲模的刀磨寿命和总寿命比钢模具大得多。总寿命为钢模具的20～40倍，而模具制造费用仅为钢模具的2～4倍。

而对中批量生产，首先应尽量使冲模标准化，大力发展冲模标准件的品种，推 广冲模典型结构，最大限度地缩短冲模设计与制造周期。

制造中、小型冷冲压模具的材料有铸铁、碳素工具钢、合金工具钢、硬质合金、 钢结硬质合金以及锌合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨脂橡等。冲模主要零件所使用

的模具钢有碳素工具 钢、低合金工具钢、高碳高铬工具钢、高碳中铬工具钢、硬质合

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金及钢结硬质合金等。

凸模和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作的，并伴随有温度的升

高，工件条件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐有温度的升高，工件条

件极其恶劣。所以对凸模、凹模和材料要求有好的耐磨性、耐冲击性、淬透性和切削性，

硬度很大，热处理变形小，而且价格低廉。

设计模具时，合理选取模具材料是关系到模具寿命和成本的一项重要工作。冲模的

主要零件——凸模、凹模和凸凹模等材料的选取尤应慎重．通常应考虑如下几点： （1）根据冲压件生产批量的大小来选取模具材料。当冲压件的生产批量很大时，凸

模、凹模和凸凹模应选取质量高、耐磨性好的模具钢。例如C r20、Cr4W2MoV、YGl5等。

（2）根据被冲压材料的性能、工序性质和冲模主要零件工作条件和作用来选取模具 材料。

（3）应考虑模具材料的冷、热加工性能和工厂现有条件。 （4）应考虑我国模具钢的生产和使用情况。

对于该制件主要工序为：冲孔、压弯、切断，且要求大批量生产，所以模具材料应

采用质量较高，能保证耐用度的材料。故凹、凸模可以选择Gr20，热处理硬度：60～62HRC。

1.2冲压工艺计算

1）落料

落料工序所需的冲裁力便可按下式计算：

F冲L

式中 L——冲裁轮廓的总长度(mm)；L=442mm

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t——板料厚度(mm)；t=2mm τ——板料的抗拉强度(M pa)； 经查的取 440Mpa (压工艺与模具设计）

F冲442×440388960N

由于影响卸料力、推加力和顶件力的因素很多，根本无法准确计算。在生产中均采用下列经验公式计算：

17KN 卸料力：F卸KF0.043×38896016725.28K—卸料力系数

推料力：F推nKF100.055388960203928204KN 式中 n——同时卡在凹模里的冲件数目； nht H——凹模腔口高度（mm)；H=20mm T——冲裁件厚度(mm)；t=2mm K——推料力系数；

.48N15KN 顶件力：F顶KF0.03838896014780K—顶件力系数 根据零件的要求已及对模具的要求故总冲压力为

F总F冲F卸F推F顶3891720415625KN

F总F公,选择压力机型号为 J23-16,其公称压力为630KN。

2）成形

弯曲力为：

CKBt2bF自=rt

式中 C——与弯曲形式有关的系数，对于V形件C取0.6；对于U形件C取0.7；

K——安全系数，一般取1.3； B——料宽（mm）； t ——料厚（mm）； r ——弯曲半径（mm）； b——材料强度极限(MPa)。

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该工件属于V形件，则：

0.61.320mm(1.5mm)2440NFmm2=6177.6N 1mm1.5mm 自=

压料力的计算：

压料力Q值可近似取自由弯曲的30%～80%，即：

Q(0.3～0.8)F自

式中 Q——压料力，mm； 取 Q= 0.8

F自=0.86177.6N=4942N

选择压力机时：

F压力机F自Q=11119.6N

为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选则压力机型号为JB21-25开式固定台压力机，公称压力250KN。 3）翻边

N 顶件力F顶34000翻边力F翻LtKF

式中 F——内缘翻边所需要的力； L——弯曲线长度；L=50㎜ t——材料厚度；t=2㎜

σ——零件材料的抗拉强度；σ=440Mpa F——压边力为（0.25---0.3）F； K——系数近似为0.2---0.3；K=0.25

F翻LtKF1.25LtK1.255024400.2513750N 推件力F推nKF顶

n—同时卡在凹模内的零件数目 K—推件力系数

FnKF10.05340001700N推

卸料力F卸K卸F顶0.03340001020N

K卸卸料力系数

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故此工序所需要的总冲压力

F总F翻F顶F卸F推34000137501700102050470N51KN

为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，采用压力机型号为JB21-20开式固定台压力机，公称压力为63KN。 4）修边冲孔

这里主要计算各冲孔和修边尺寸

冲孔尺寸：8孔说我周长L12R825.12 810长孔周长L225.121035.12 修边周长：由于修边外形较复杂不易计算，估算为

11L608034180

42低碳钢 =210—340Mpa

s215Mpa b335—440Mpa

落料力 F落Lt2002340136000N 式中 L——修边长度

t——板料厚度

冲孔力 F冲Lt(2636)234042160N 式中 L——孔周长 t——板料厚度 注：冲孔动作同时进行

冲孔时的推件力 F推nK'F冲=20.05421604216N 式中 n——同时卡在凹模内的零件或废料数目 K'——推件力系数

落料时卸料力 F卸K卸F落0.031360004080N 式中 K卸——卸料力系数 故总冲裁力 F0F落F冲F卸F推

1360004216040804216186456N

为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选JB20-23开式固定台压力机，公称压力

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5）翻孔

冲孔尺寸16孔周长 L2R50mm 翻边周长 L50mm 低碳钢 =210—340Mpa

s215Mpa b335—440Mpa

冲孔力计算 F冲Lt50234034000N 式中 L——冲孔周长； t——板料厚度；

LtbKF压1.25Lt翻边力计算 F翻bK

1.255024400.25 13750N

式中 F翻——内缘翻边所需的力； L——弯曲线长度；L50mm t——板料厚度

b——冲裁件材料的抗拉强度；

b440Mpa

F压——压边力为(0.25— 0.3)F K——系数近似为0.2—0.3；K0.25 冲孔时的推件力 F推nK,,F冲10.05340001700N

式中 n——同时卡在凹模内的零件数目 K——推件力系数

落料时的卸料力 F卸K卸F冲0.03340001020N 式中 K卸——卸料力系数 故总冲裁力 F0F翻F冲F卸F推 340001375017001020 5047051KN

为防止设备过载，可按公称压力可取大一些，选JB16-25压力机。

公称压力 250KN 发生公称压力时滑块距下死点3.5mm 共 48 页 第 15 页

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的距离 滑块行程 滑块行程次数 最大的封闭高度为 封闭高度调节量 滑块中心到床身的距离 工作台前后尺寸 工作台左右尺寸 立柱间距离 80mm 100次min 250mm 70mm 190mm 360mm 560mm 260mm

第2章 修边冲孔模设计

1.1冲裁工艺设计

1.1.1冲裁件的工艺性分析

（1）从材料上分析：该工件材料为Q/BB117-2002，属于低碳钢，抗剪强度270-340MPa,抗拉强度335-410MPa，屈服强度215MPa，材料的冲压性能较好。

（2）从尺寸大小形状特点分析：占用的空间大致为114.5×50.5×64.5，属于中型冲压件，零件的壁厚较薄（壁厚2mm），所以冲孔、落料模的凸凹模间隙比较小，模具精度相应较高,工件的形状简单，是由规则的几何形状或由圆弧与直线所组成符合冲裁工艺要求。要求年生产量为60000件/年，属于中批量生产。

（3）从精度上分析：由于工件尺寸全部为自由公差，因此尺寸精度要求不高（按IT12处理），只要控制好模具间隙与凸凹模的刃口锋口就不难达到,普通冲压模具完全可以满足要求。

1.1.2冲压方案的确定

工件加工工序中含有修边和冲孔两个基本工序，根据冲压件工艺分析，设计出三套工艺方案：

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方案一：先修边后冲孔，采用单工序模冲裁； 方案二：修边+冲孔，采用复合模冲裁； 方案三：冲孔+修边，采用级进模冲裁。

对于这三个方案分别有自身不同的优缺点，对于方案一：采用单工序模冲裁，模具结构简单，但需两道工序，两副模具，采用单工序须要模具数量较多，生产率低，零件精度等级差，所用费用也高；对于方案二：采用复合模冲裁，只需一副模具，得出冲件的精度和平直度较好，生产率较高，尽管模具结构较方案一复杂但由于零件的几何形状简单，模具制造不困难；对于方案三：级进模冲裁时，只需一副模具，生产率高，操作方便，欲保证冲压件的行位精度需在模具上设置导正销导正，模具制造装配复杂，需通过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题，根据以上分析，该零件采用复合模冲裁工艺方案。现对复合模中凸凹模进行校核，材料厚度为2mm，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm，现零件上最小孔边距为8.6mm,所以采用复合模生产。零件的生产批量为中批量生产，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。 1.1.3 卸料、出件、送料方案的确定

刚性卸料与弹性卸料的比较：

刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2～0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。

弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1～0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用作落

料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。

工件平直度较高，料厚为2mm相对较薄，卸料力较小，弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，所以采用弹性卸料。 出料采用向下落料出件。

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因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 1.1.4确定导向方式

方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。 方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。

方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该落料模采用后侧导柱模架的导向方式。

模具类型的选择

正装模具不必考虑工件或废料的流向，模具结构简单，缩短了模具制造周期有利于新产品的研制与开发、使用及维修非常的方便、安装与调整凸凹模间隙较方便、磨具制造成本低，有利于提高企业的经济效益、整个拉伸过程中始终存在压边力，所以适用于非旋转体件的拉伸，该冲压件属于普通冲压成形，精度要求不高故选择正装模结构。

1.2 冲裁排样的设计

在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好地确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。排样指冲裁件在板料、条料或带料上的布置方式。排样是否合理，对材料利用率的大小有直接影响。还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等，因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。

冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料。衡量排样经济性、合理性的指标是材料利用率。要提高材料利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所产生的废料，可分为两种情况：

（1）结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料称为

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结

构废料，它取决于工件的形状，一般不能够改变。

（2）工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。因此，提高材料利用率要从减少工艺废料着手，同一个工件，可以有几种不同的排样方法。

根据材料的利用情况，排样的方法可以有三种：

（1）有废料排样，沿工件的全部外形冲裁，工件与工件之间，工件与条料侧边之间都有工艺余料（搭边）存在，冲裁后搭边成为废料，如图3-3a所示。

（2）少废料排样，沿工件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边存在，如图3-3b所示。

（3）无废料排样，工件与工件之间。工件与条料侧边之间均无搭边存在，条料沿直线或曲线切断而得工件。如图3-3c所示。

图3-3排样方法

a) 有废料排样 b) 少废料排样 c)无废料排样

有废料的排样法材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于工件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少、无废料排样法的材料利用率较高，在无废料排样时只有料头、料尾损失，材料利用率可达85%～95%，少废料排样法也可达70%～90%。少、无废料排样法有利于一次冲裁多个工件，可以提高生产率。由于这种排样法冲切周边减少，所以还可以简化模具结构，降低冲裁力。但是，少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状结构的限制，且由于条料本身的宽度公差，条料导向与定位所产生的误差，会直接影响工件尺寸而使工件的精度降低。在几个工件的汇合点容易产生毛刺。由于采用单边剪切，也会加快模具磨损而降低冲模寿命，并直接影响工件的断面质量，所以少、无废料排样常用于精度要求不高的工件排样。有废料、少废料或无废料排样。按工件的外形特征、排样的形式又可分为直排、斜排、

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对排、混合排、多排和裁搭边等。

对于简单形状的工件，可以用就算方法选择合理的排样方式，而对于形状复杂的工件要作出正确判断则比较困难，通常用放样的方法，即用厚纸片剪3～5个样件，摆出各种可能的排样方案，从中选择一个比较合理的方案。合理的排样方法，应是将工艺废料减到最少。考虑到该工件的外形特征和材料的利用情况，可采用少废料直排的排样方式。（参考文献[1] P69） （二）搭边数值的选取

排样时，冲件之间以及冲件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的冲件，以保证条料有一定刚度，便于送料。

搭边数值取决于以下因素： (1)冲件的尺寸和形状； (2)材料的硬度和厚度；

(3)排样的形式(直排、斜排、对排等)； (4)条料的送料方法(是否有侧压板)；

(5)挡料装置的形式(包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式)。

当采用级进模冲压时，排样设计除了要考虑提高材料利用率以外，还必须注意以几点：

(1)公差要求较严的零件．排样时工步不宜太多，否则累积误差大，零件公差要求不易保证；

(2)对孔壁较小的冲裁件，其孔可以分步冲出．以保证凹模孔壁的强度； (3)零件孔距公差要求较严时，应尽量在同一工步冲出或在相邻工步冲出； (4)当凹模壁厚太小时，应增设空步．以提高凹模孔壁的强度；

(5)尽量避免复杂型孔，对复杂外形零件的冲裁，可分步冲出，以减小模具制造难度；

(6)当零件小而批量大时，应尽可能采用多工位级进模成形的排样法； (7)在零件较大的大量生产中，为了缩短模具的长度．可采用连续—复合成形的排样法；

(8)对于要求较高或工步较多的冲件，为了减小定位误差，排样时可在条料两侧设置工艺，用导正销定位；

(9)在级进模的连续成形排样中，如有切口翘脚、起伏成形、翻边等成形工时，

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一般应安排在落料前完成；

(10)当材料塑性较差时．在有弯曲工步的连续成形排样中，必须使弯曲线与材料纹向成一定夹角。（参考文献[1] P71）搭边值根据工件宽和材料厚度，选工件间搭边值a=1.5mm,侧面无搭边值。

图4-4 排样图

一个进距内的材料利用率为：

nA100%Bh

2 式中：A——冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm）； n—— 一个进距内冲件数目； B——条料宽度（mm）； h——进距（mm）； 67%

4.4冲压工艺力的计算

4.4.1冲裁力

冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料厚度、 工件周边长度、材料的力学性能等参数有关。冲裁模设计时．为了合理地设计模具及 选用设备，必须计算冲裁力。压力机吨位必须大于计算的冲裁力。以适应冲裁的要求。 冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。考虑到成本和冲裁件的质量要求，平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力F(N)可按下式计算：

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冲孔尺寸：8孔说我周长L12R825.12 810长孔周长L225.121035.12 修边周长：由于修边外形较复杂不易计算，估算为

11L608034180

42低碳钢 =210—340Mpa

s215Mpa b335—440Mpa

落料力 F落Lt2002340136000N 式中 L——修边长度

t——板料厚度

冲孔力 F冲Lt(2636)234042160N 式中 L——孔周长 t——板料厚度

注：冲孔动作同时进行

由于冲裁中材料的弹性变形及摩擦的存在，冲裁后带孔部分的材料会紧箍在凸 模上，而冲落的材料会紧卡在凹模洞口中。从凸模上卸下的板料、带料的力称为卸料力；把落入凹模洞口中的冲压件或废料顺着冲裁方向推出的力称为推件力。

卸料力的大小与凸模和凹模之间的间隙、工件形状、材料的种类及材料上所涂的润滑剂的质量等因素有关。要准确计算很困难，实际生产中常用下列经验公式计算 推件力 F推nK'F冲=20.05421604216N 式中 n——同时卡在凹模内的零件或废料数目 K'——推件力系数

卸料力 F卸K卸F落0.031360004080N 式中 K卸——卸料力系数

故总冲裁力 F0F落F冲F卸F推

1360004216040804216186456N

4.5 压力中心的计算

冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中

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心。要使冲压模具正常地工作，必须使压力中心与模柄的中心线重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时将会产生弯矩，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀没磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

通常利用求平行力系合力作用点的方法（解析法和图解法）确定模具压力中心。

第5章 模具主要零件设计与选择

5.1圆形凸模的设计

设计图如5-1

凸模材料用Crl2MoV,刀口部分热处理硬度为58～62HRC．尾部回火至40～50HRC。 凸模的固定方法采用台阶式凸模，将凸模压入固定板内，采用H7/k6配合装配后磨平。

5.1.1凸模长度计算

凸模的长度应根据冲模的具体结构确定，应留有修磨余量，并且模具在闭合态 下。卸料板至凸模固定板间应留有避免压手的安全距离。 凸模长度应为：

L=H1+H2+H3+a

式中 H1——凸模固定板厚度； H2——卸料板厚度；

H3——导尺(导板)或坯料厚度；

a——附加长度．主要考虑冲头总修量及模具闭合状态下卸料板到冲头固定板间的安全距离,一般取10～20mm。 根据设计可知，

H1=20mm, H2=20mm,H3=2mm,a=13mm, 凸模进入凹模8mm, 所以凸模总长度为：L=52mm。 5.1.2承压应力校验

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冲裁时，凸模承受的最小断面压应力，必须小于凸模材料强度允许的压应[]。

即：

FAmin

对圆形凸模，由上式可得

d4t

dmin 即：

4t

式中 ——凸模最小断面压应力（MPa）； F——凸模纵向总压力（MPa）； Amin——凸模最小截面的面积（mm）；

2 dmin——圆形凸模最小截面的直径（mm）； t ——冲裁材料厚度（mm）； —— 冲裁材料抗剪强度（MPa）。 ——凸模材料的许用压应力，对于Crl2MoV，可取

=（1.0～1.6）103 MPa，凸模有特殊导向时，可取=（2～3）103 MPa。

d8mm10mm 对于大小圆形冲孔凸模均能满足要求。 圆形凸模固定端面的压力

凸模固定端面的单位压力按下式计算，即

F q= A  （5-6）

式中 q——凸模固定端面的压力，MPa； A——凸模固定部分最大剖面积，mm； F——落料或冲孔的冲裁力，N； 2——模座材料的许用压应力，MPa。

对于5mm 的圆形凸模：

20818.2N(112mm)2 q==219 MPa>

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对于12mm的圆形凸模：

49963.6N(192mm)2 q= =176 MPa>

凸模固定端面与模座直接接触，当其单位压力超过模座材料的许用压应力时，模座表面就会损伤。为此应在凸模顶端与模座之间加一个淬硬的垫板。模座材料采用铸铁，许用压应力90～140MPa。

38～40） （5.1参考文献[2] P5.2 切断凸模设计

此凸模为非标准件，为保证冲裁质量，避免毛刺的产生，故模具宽度要比冲裁所以设计凸模结构如下图5-4所示：

切断凸模高度设计为与圆形凸模一样高。凸模固定方式也才用台阶式（见图5-2）， 将凸模压入固定板内，采用H7/k6配合装配后磨平。 5.2.1凸模承压力校核

冲裁时，凸模承受的最小断面压应力，必须小于凸模材料强度允许的压应力[]。

即：

FAmin

式中 ——凸模最小断面压应力（MPa）； F——凸模纵向总压力（MPa）；

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Amin——凸模最小截面的面积（mm）。

251250N2 = 342.85mm149.5（MPa）〈min

凸模一般不必进行强度校验，但对于特别细长的凸模或凸模断面尺寸小而板料厚度大时．则应进行强度校验。 5.2.3 切断凸模固定端面的压力

切断凸模固定端面的单位压力按下式计算，即

F q= A 

式中 q——凸模固定端面的压力，MPa； A——凸模固定部分最大剖面积，mm； F——落料或冲孔的冲裁力，N； 2——模座铸铁材料的许用压应力，MPa。

51250N2q=342.85mm=149.5MPa>=90～140MPa

所以也需加垫板。

5.4 凹模的设计

5.4.1 凹模孔口形式及主要参数

因工件精度不高，但形状也较复杂，可以采用直筒式刃口凹模。直筒式刃口凹模有如下特点：制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变；孔内易积存冲件或废料，胀力大，推件力大，刃磨层较厚。

冲下的废料从凹模下面漏出时，应在冲模的下模座上做一个漏料孔，一般漏料孔比凹模孔大0.5～2mm。

5.4.2整体式凹模外形尺寸的确定

凹模装于下模座，由于下模座孔口较大而使凹模工作时承受弯曲力矩；若凹模高度H及模壁厚度C不足时，会使凹模产生较大的变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算来确定，对于非标准尺寸凹模一般不作强度校核。设计模具时，凹模外形尺寸一般是根据被冲裁料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸，按经验

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公式来确定其尺寸：

凹模高度：H=Kb (=15mm)；

1.5～2H30 凹模壁度：C= (mm) 式中 b——凹模刃口间的最大宽度,mm； K——系数。

冲裁件最大刃口尺寸为切断部分，尺寸为23mm，K=0.39 凹模高度：H=0.3923=9mm,可取H=72mm

1.5～2 凹模壁厚：C= 20mm=(30～40)mm

当凹模刃口周长超过50mm 且材料为合金工具钢时，凹模厚度应乘以文献[2]表2.43中的修正系数。查表系数为1.25。 即：凹模高度H=1.2520=25mm

选淬火M12螺钉：凹模上螺孔到凹模边缘的最小距离为16mm；凹模上螺孔到凹模刃口的最小距离为19mm;螺孔到销孔的距离为最小距离5mm。选淬火Ф10销钉：销钉到凹模边缘的最小距离为12mm。螺孔与销钉之间的最小间距为5mm。以上尺寸要依据具体情况而定。再根据排样图，可以基本了解凹模的外形结构。 5.4.3 凹模强度校核

凹模强度校核主要是检查其高度。凹模在冲裁力的作用下会产生弯曲，如果凹模强度高度不够，就会产生较大的弯曲变形甚至断裂。 矩形凹模装在有方形洞的板上， 计算公式为：

1.5P Hmin= W 式中： Hmin——凹模最小厚度，mm； P ——冲裁力，mm； W——许用弯曲应力。对于Cr12MoV， W=（300～500）MPa

Hmin= 19.1mm<25mm

所以取凹模厚度25满足要求。

5.5 拉簧的设计

拉簧作用是在冲压工作中使导料板与带料压紧，保证带料不偏移；在非工作状态

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下，使导料板与带料分离，并拥有一定的间隙，保证带料的送进。 5.5.1设计弹簧的一般步骤

设计弹簧时，当给出弹簧的工作条件、工作载荷F和对应的变形量f，其计算步骤大体是：

（1）根据工作条件确定弹簧的载荷类型，选择材料，并获得许用切应力； （2）根据要求，初选旋绕比C；

（3）计算材料直径d，并计算出弹簧的中径D； （4）计算有效圈数n； （5）最后进行弹簧性能校核。 5.5.2 拉簧类型的选择

圆柱螺旋弹簧的型式、代号及参数系列。选择LIII型 5.5.3弹簧材料及许用应力

弹簧多数在变应力下工作，它的性能和使用寿命在很大程序上取决于材料的选择。要求材料具有较高的疲劳极限、屈服点和足够的冲出韧度。对热成型的弹簧还要求材料有良好的淬透性、低的过热敏感性和不易脱碳等性能。 1）圆柱螺旋弹簧按所受载荷分类

圆柱螺旋弹簧按所受载荷的情况分为三类：

Ⅰ类──受循环载荷作用次数在1×106次以上的弹簧；

Ⅱ类──受循环载荷作用次数在1×103～1×106次范围内及受冲出载荷的弹簧； Ⅲ类──受静载荷及受循环载荷作用次数在1×103次以下的弹簧； 三类弹簧的许用切应力2）对许用应力的修正

在选取材料和确定许用应力时，遇到下列情况应作适当的修正：

a）对重要的弹簧，其损坏对整个机械有重大影响时，许用应力应适当降低； b）经强压处理的弹簧，能提高其疲劳极限，对改善载荷下的松弛有明显效果，可适当提高许用应力；

c）经喷丸处理的弹簧，也能提高疲劳强度或疲劳寿命，其许用应力可提高20%； d）当工作温度超过60℃时，应对切应变模量G进行修正，其修正公式为 GtKtG

p和许用弯曲应力

Bp有的值，按表5-6选取

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式中 G——常温下的切变模量；Gt——工作温度下的切变模量；Kt——温度修正系数。

5.6凸模固定板的选择

对于小型凹、凸模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢。固定板固定凸模要求固紧牢并有良好的垂直度。因此固定板必须有足够的厚度。固定板有矩形和圆形两种，选择矩形固定板：长度L=200mm、宽度B=100mm、厚度H= 24mm,材料为45钢。

第6章 确定凸、凹模间隙及计算工作部分尺寸

6.1冲裁间隙值的确定

凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模具寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大影响，所以必须选择合理的间隙。冲裁间隙数值主要按制件质量要求，根据经验数值选取。10钢对应的刃口双面间隙Zmin=0.08mm，Zmax=0.12mm。

6.2 凹、凸模刃口尺寸计算

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6.2.1确定凹凸刃口尺寸的原则

① 考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应先决定凸模尺寸,用增大凹模尺寸来保证合理间隙。

② 考虑刀口的磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸;刀口磨损后尺寸减小,应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。

③ 考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高2～3级。若零件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的IT14级来处理。圆形件一般可按IT10级精度来处理，工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差 为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。

6.2.2冲裁模刃口尺寸的计算方法

模具刃口尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本可以分为两类。一是凸模与凹模分开加工；二是凹模与凸模配合加工。凹、凸模分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸，为了保证凹、凸模间初始间隙小于最大合理间隙，不仅凹、凸分别标注公差，而且要求有较高的制造精度。凹模与凸模配合加工，是指先加工好凸模或凹模作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸，配做凹模或凸模，使它们保持一定的间隙。因此只需在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“某尺寸按凹模或凸模配做，保证双面间隙多少”。这样可以放大基准件的制造公差。其公差不在受凸、凹模间隙大小的限制，制造容易，并容易保证凹、凸模间的间隙。

冲压设备的选择

7.1冲压设备类型的选择

根据所要完成的冲压工艺的性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求来选定设备类型。

开式曲柄压力机虽然刚度差，降低了模具寿命。但是它成本低，且有三个方向可以操作的优点广泛适用于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件的生产中。

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闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能两个方向操作，适用于大型复杂冲压件的生产。 双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于较复杂的大中型拉深件的生产。 高速压力机或多工位自动压力机适用于大批量生产。

液压机没有固定的工作行程，不会因板厚超差而过载，全行程中压力恒定，但是压力机的速度低、生产效率低。适用于小批量，尤其是大型厚板冲压件的生产。摩擦压力机结构简单、造价低、不易发生超负荷损坏。在小批量生产中用来完成弯曲、成型等冲压工作。肘杆式精压机刚度大、滑块行程小，在行程末端停留时间长，适用于校平、校正和整形等类冲压工序。

考虑到以上的因素，选用开式曲柄压力机比较合适。

7.2确定设备的规格

（1）压力机的行程大小，应该能保证成型零件的取出和毛坯的放进，例如拉深所用的压力机行程，至少应大于成型零件高度两倍以上。

（2）压力机工作台面的尺寸应大于冲模平面尺寸，且还需留有安装固定的余地，但过大的工作台面上安装小尺寸的冲模，工作台的受力条件也是不利的。 （3）所选压力机的闭合高度应与冲模闭合高度相适应。

模具的闭合高度H0是指上模在最低工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。如图7-1。

压力机的闭合高度H是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机，其连杆长度能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大的闭合高度Hmax,最小闭合高度Hmin。

设计模具时，模具的闭合高度H0的数值应该满足下式

Hmax5mmH0Hmin10mm （8-1） 所选模架最大的闭合高度Hmax为250mm,最小闭合高度Hmin=210mm。模具的闭合高度

H0小于了（Hmin10mm），所以可以在压床下面加20mm垫板。

冲压力与压力机能的配合关系：当进行冲裁等冲压加工时，由于其施力行程较小，近于板材的厚度，所以可按冲压过程中作用于压力机滑块上所有力的总和F总选取压力机。通常取压力故总冲裁力 F0F落F冲F卸F推 1360004216040804216186456N

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为防止设备过载，可按公称压力可取大一些。选JB20-23开式压力机，符合以上技术的要求。 第3章 翻边模设计

2.1 塑性变形的基本概念

在金属材料中，原子之间作用着相当大的力，足以抵抗重力的作用，所以在没有其它外力作用的条件下，金属物体将保持自有的形状和尺寸。

（1）弹性变形-----当物体受到外力作用之后，它的形状和尺寸将发生变化即变形，变形的实质就是原子间的距离产生变化。假如作用于物体的外力去除后，由外力引起的变形随之消失，物体能完全恢复自己的原始形状和尺寸，这样的变形称为弹性变形。 （2）塑性变形-----如果作用于物体的外力去除后，物体并不能完全恢复自己的原始形状和尺寸，这样的变形称为塑性变形。塑性变形和弹性变形都是在变形体不破坏的条件下进行的（即连续性不破坏）通常用塑性表示材料塑性变形能力。

（3）塑性指标-----是以材料开始破坏时的塑性变形量来表示，它可借助于各种实验方法测定。目前应用比较广泛的是拉伸试验，对应于拉伸试验的塑性指标，用延伸率δ和断面收缩率ψ表示。 需要指出，各种试验方法都是相对于特定的受力状况和变形条件的，由此所测定的塑性指标，仅具有相对的比较意义。

（4）塑性-----指固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性能力。金属的塑性不是固定不变的，影响它的因素很多，除了金属本身的晶格类型、化学成分和金相组织等内在因素之外，其外部因素——变形方式（机械因素即应力状态与应变状态）、变形条件（物理因素即变形温度与变形速度）的影响也很大。衡量金属塑性高低的参数称为塑性指标（延伸率δ、断面收缩率ψ）。

（5）变形抗力-----金属抵抗变形的力称为变形抗力，它反映材料产生塑性变形的难易程度，一般用金属材料产生塑性变形的单位变形力表示其大小。 （6）变形力-----塑性变形时，使金属产生变形的外力称为变形力

2.2 冲压力分析与计算

2.2.1 冲压力与压力中心

冲模对工件施加的冲压力合力的中心称为冲压压力中心。冲裁模对工件施加的

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冲裁力合力的中心称为冲裁压力中心，拉深模对工件施加的拉深力合力的中心称为拉深压力中心。要使冲压模具正常地工作，必须使压力中心与模柄的中心线相重合，从而使压力中心与所选冲压设备滑块的中心相重合。否则在冲压时将产生弯曲，使冲压设备的滑块和模具发生歪斜，引起凸、凹模间隙不均匀，刃口迅速变钝，并使冲压设备和模具的导向机构产生不均匀磨损。对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄的轴心线，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磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。

对于此次模具设计零件的形状可得出零件的压力中心，X0=69,Y0=47，压力中心与零件的集合中心重合对模具的磨损较小，可以减少损耗量延长使用寿命。

通过对零件的形状分析得到该工序设计所需冲压力包括零件的外缘翻边力，送入凸凹莫内的推件力，凹模将凸凹模内的成形零件推出所需要卸料杆的顶件力、弹性元件装置将箍在凸凹模内的成品零件卸下需弹性卸料力。

2.2.2 冲压力的计算

利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边的冲压工艺称为翻边，翻边工艺可加工形状较为复杂且具有较好刚度的立制体件，还能再冲压上制取其他零件装配的部位。翻边可以替代某些复杂零件的拉深工序，改善零件的塑性流动以免发生破裂或起皱。用翻边代表“先拉深后切底”的方法制取无底零件，可减少加工次数，并节省材料。

翻边时变形区的材料沿径向和切向伸长变形，所受的切向应力从凹模圆角到翻边边缘处逐渐增大，并在外缘处到最大，因此，翻边的失败往往是因为外缘拉裂，而外缘是否被拉裂则取决于拉伸变形的大小。

N 顶件力F顶34000翻边力F翻LtKF F—内缘翻边所需要的力； L—弯曲线长度；L=50㎜ t—材料厚度；t=2㎜

σ—零件材料的抗拉强度；σ=440Mpa F—压边力为（0.25---0.3）F K—系数近似为0.2---0.3；K=0.25

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F翻LtKF1.25LtK1.255024400.2513750N 推件力F推nKF顶

n—同时卡在凹模内的零件数目 K—推件力系数

FnKF10.05340001700N推

卸料力F卸K卸F顶0.03340001020N

K卸卸料力系数

故此工序所需要的总冲压力

F总F翻F顶F卸F推34000137501700102050470N51KN

2.3 压力设备的选择

冲压设备的选择直接关系到设备的安全以及生产效率、产品的质量、模具寿命和生产成本等一系列重要问题。冲压设备的选择主要包括设备的类型和规格参数两个方面。在冲压设备类型选定以后，应进一步根据冲压加工中所需要的冲压力、变形功以及模具的结构形式和闭合高度、外形轮廓尺寸等选择冲压设备的规格。冲裁时，压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时各工艺力的总和。翻边工序所需总的冲压力

F总51KN，

F总F公符合要求。

2.4 冲裁模主要零部件设计

2.4.1 模具类型的选择

正装模具不必考虑工件或废料的流向，模具结构简单，缩短了模具制造周期有利于新产品的研制与开发、使用及维修非常的方便、安装与调整凸凹模间隙较方便、磨具制造成本低，有利于提高企业的经济效益、整个拉伸过程中始终存在压边力，所以适用于非旋转体件的拉伸，该冲压件属于普通冲压成形，精度要求不高故选择正装模结构。

2.4.2 定位方式的选择

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定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置，以保证冲制出合格的零件。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是在与条料方向垂直方上的限位，保证条料沿正确的方向送进成为送进导向；二是在送料方向的限位，控制条料一次送进的距离（步距）。 （1）导料销的选择

导正销是伸入材料孔中导正其在凹模内位置的销形零件，送料导向的定位零件有导料销，导料板、侧压板等。导料板及侧压板多用于级进模和单工序模中。导料销则多用于复合模和单工序模中。因此选导料销做为导向且位于条料的同侧，一般设2个，从前向后送料时导料销装在左侧（固定式），为标准件。 （2）挡料销的选择

挡料销的主要作用是对材料起定位作用，它需要保证每次冲裁是所要的合理的搭边值，在定位方面有很重要的地位，尤其是在冲裁模具中。本模具采用固定挡料销，它可以辅助完成第一次冲压成形，从而是=使材料得到充分的利用，节约成本。

2.4.3 卸料装置和推件装置的选择

（1）卸料装置的选择

卸料装置 卸料板在级进模中是一个重要部分。模具的精度以及模具的使用寿命与卸料板的导向精度和强度有极大关系。卸料装置主要由卸料板、卸料弹性元件、卸料螺钉和卸料板导向件组成。在多凸模的模具中,卸料板除了进行卸料和防止由加工而引起材料的横向滑移,还必须对多凸模进行精密导向和有效的保护,特别是对冲裁凸模的导向和保护。常见的卸料零件又固定卸料板和弹压卸料板。前者式刚性结构主要起卸料作用，卸料力大，适用于冲材料厚度大于0.8mm的模具，后者是柔性结构，兼有压料和卸料两个作用。其卸料力的大小决定与所选用的弹性元件。主要用于冲制薄料和要求制件平整的冲模中，因此选取弹压卸料板。 （2）推件装置的选择

推件是将冲压后的制件或废料推出。除直接由凸模将制件或废料从凹模洞口中推出外，可采用推件装置。推件装置是由推杆、推板、打杆及各类顶件器、顶杆等的联

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合动作完成的。刚性推件装置是在上模随压力机滑块回升时，用滑块中的横梁撞击打杆，通过推件机构，用顶件器将工件和废料推出。刚性推件装置可以用于倒装式落料模、冲孔模以及倒装式、顺装式复合模等结构的上模中工件和废料的推出。其推件力大，工作可靠。

2.4.4 凸、凹模刃口尺寸的计算方法

由于模具加工方法的不同，凹模与凸模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法分为分别加工计算法和配合加工计算法，在单工序模的设计中所有刃口尺寸的计算都按凸模与凹模分别加工的计算方法。

采用这种方法是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凹模和凸模刃口尺寸与制造公差优点时具有互换性。由冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙2Cmax,必须满足下列条件：｜δp｜+｜δd｜≤2Cmax-2Cmin也就是说，新制造的模具应该是｜δp｜+｜δd｜+2Cmin≤2Cmax 。否则制造的模具间隙已超过允许变动范围2Cmin～2Cmax,影响模具的使用寿命。

2.4.5 凸模设计

凸模形式常见的以圆形为多。为了避免应力集中和有较好强度、刚度，圆形凸模常做成台阶形并以较大圆角圆滑过渡。对冲孔直径接近料厚的凸模，为增加抗纵向弯曲能力，常采用护套结构。一般的粗短凸模可以按标准选用或按常规设计。而在多工位级进模中有许多冲小孔凸模，冲窄长槽凸模，分解冲裁凸模等。这些凸模应根据具体的冲裁要求，被冲裁材料的厚度，冲压的速度，冲裁间隙和凸模的加工方法等因素来考虑凸模的结构及其凸模的固定方法。

凸、凹模的结构设计，是在保证其工作强度的情况下，要有利于冲压变形金属的流动，有利于提高零件的质量和提高板料的成形性能，减少工序次数。材料、形状和尺寸大小、加工方法和变形程度不同时，模具的结构也不同。凹、凸模的结构形式取决于工件的尺寸、形状以及加工方法、加工次数等工艺要求。不同的结构形式对冲压的变形情况、变形程度的大小及产品的质量均有不同的影响。

当毛坯的相对厚度较大，不易起皱，不需要用压边圈压边时，应采用锥形凹模。

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这种模具在拉深的初期就使毛坯呈曲面形状，因而较平断面拉深凹模具有更多的抗失稳能力，故可以采用更小的拉深系数进行拉深。

对于冲小孔凸模，通常采用加大固定部分直径，缩小刃口部分长度的措施来保证小凸模的强度和刚度。当工作部分和固定部分的直径差太大时，可设计多台阶结构。各台阶过渡部分必须用圆弧光滑连接，不允许有刀痕。卸料板还应考虑能起到对凸模的导向保护作用，以消除侧压力对凸模的作用而影响其强度。

冲孔后的废料若随着凸模回程贴在凸模端面上带出模具，并掉在凹模表面，若不及时清除将会使模具损坏。设计时应考虑采取一些措施，防止废料随凸模上窜。除了冲孔凸模外，级进模中有许多分解冲裁的制件轮廓冲裁凸模。这些凸模的加工大都采用线切割结合成型磨削的加工方法。在此翻边模具的设计中冲压凸模采用圆柱头缩杆圆凸模，材料的硬度为：T10A、Cr6WV，刃口 （58±2）HRC,，刃口（60±2）HRC,头部（45±5）HRC。各个的凸模尺寸根据上面计算出来的尺寸再查冲压模具手册表可知道到其他的尺寸。 凸模的结构如图1：

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图1 翻边模凸模

（1）凸模材料

模具刃口要有高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力。因此应有高的硬度与适当的韧性。应凸模形状简单，可选用Cr12制造。其热处理硬度取58～62HRC。 （2）凸模的加工方法

凸模的材料为Cr12，需要淬火处理，若先加工后热处理会因为热处理后工件变形很大，不满足凸模的使用要求。若在热处理后进行加工那么采用普通的加工方法根本无法实现，因为工件淬火后硬度很高，所以只能采用线切割的方法来加工凸模。

(3) 其它要求

凸模工作部分的表面粗糙度Ra=0.8～0.4μm。 （4） 凸模强度校核

该凸模不属于细长杆强度足够，不需要校核。

2.4.6 凹模设计

成形翻边模凹模的设计与制造较凸模更为复杂和困难。凹模的结构常用的类型有整体式、拼块式和嵌块式。整体式凹模由于受到模具制造精度和制造方法的限制已不适用于翻边模。

嵌块式凹模的特点是：嵌块套外形做成圆形，且可选用标准的嵌块，加工出型孔。嵌块损坏后可迅速更换备件。嵌块固定板安装孔的加工常使用坐标镗床和坐标磨床。当嵌块工作型孔为非圆孔，由于固定部分为圆形必须考虑防转。常用的凹模嵌块结构分为整体式嵌块和异形孔。异形孔时不能磨削型孔和漏料孔而将它分成两块（其分割方向取决于孔的形状），要考虑到其拼接缝要对冲裁有利和便于磨削加工，镶入固定板后用键使其定位。这种方法也适用于异形孔的导套。 在设计排样时，不仅要考虑嵌块布置的位置还应考虑嵌块的大小，以及与凹模嵌块相对应的凸模、卸料嵌套等。

拼块式凹模的组合形式因采用的加工方法不同而分为两种结构。当采用放电加工

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的拼块拼装的凹模，结构多采用并列组合式；若将凹模型孔轮廓分割后进行成形磨削加工，然后将磨削后的拼块装在所需的垫板上，再镶入凹模框并以螺栓固定，则此结构为成形磨削拼装组合凹模。

平面固定是将凹模各拼块按正确的位置镶拼在固定板平面上，分别用定位销(或定位键)和螺钉，定位和固定在垫板或下模座上，该形式适用于较大的拼块凹模，且按分段固定的方法。

嵌槽固定是将拼块凹模直接嵌入固定板的通槽中，固定板上凹槽深度不小于拼块厚度的2/3各拼块不用定位销，而在嵌槽两端用键或楔定位及螺钉固定。

框孔固定式有整体框孔和组合框孔两种。整体框孔固定凹模拼块时，拼块和框孔的配合应根据胀形力的大小来选用配合的过盈量。组合框孔固定凹模拼块时，模具的

维护，装拆较方便。当拼块承受的胀形力较大时，应考虑组合框连接的刚度和强度。 凹模设计采用嵌块式和平面固定式的模具结构设计，各个部分的尺寸根据凸凹模刃口尺寸的计算结果再加上选择的刃口孔的形状而定。

凹模洞口形式是指凹模型孔的轴剖面形状。其基本形式有三种：

（1）直壁式 这种形式其孔壁垂直于顶面，刃口尺寸不随修磨刃口增大。故冲件精度较高，刃口强度也较好。但直壁式刃口冲裁时磨损大，洞口磨损后会形成倒锥形，因此每次修磨的刃磨量大，总寿命底。

（2）斜壁式 其特点与直壁式相反，在一般的工件或废料向下落的模具中应用广泛

（3）凸台式 这是一种低硬度的凹模刃口。主要用于冲裁板料厚度0.3mm以下的小间隙、无间隙模具。

由于本模凹模在下模座上，不适于用斜壁式，又因为本模具间隙大于0.3mm，也不适于用凸台式。因此应选用直壁式。

凹模的外形一般有矩形与圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度。凹模的厚度还应考虑修磨量。其外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。 凹模的结构如图2所示：

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图2 翻边模凹模

凹模材料采用 Gr12。 1卸料板

卸料板的作用主要是在冲压结束瞬间，卸料螺钉在弹簧的弹力下将卸料板向上弹起，从而将套在凹模上的剩余条料顶下，形状与冲裁件的外形轮廓相同，安装时套在凹模上。卸料板的厚度为10mm。 2 凹模的固定方法

凹模一般采用螺钉固定在下模座上，用六个内六角螺钉将这几个板件固定在下模座上。

3 凹模的主要技术要求

凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲裁件精度，凹模的底面和型孔的孔壁应光滑，表面粗糙度为Ra3.2，底面与销孔的Ra6.3。 4凹模的材料和技术要求

凹模材料一般选用T10A，其热处理硬度达到60～64HRC。由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算，对于非标准尺寸的凹模一般不作强度核算，可用公式或查表确定其尺寸。凹模材料可与凸模相同或优于凸模，淬火硬度可与凸模相同或略高于凸模。凹模刃口要锋利，强度要大，表面粗糙度要小，外轮廓棱角要倒钝。

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2.4.7 模具主零部计件的设计

为了正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。定位零件是确定条料或坯料在模具中的正确位置的零件。用于冲模的定位零件有导料板、侧压板、导料销，定位销等有一定得强度，以保证工作精度、质量稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位装置应避开油污、碎屑的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高时，要考虑粗定位和精定位两套装置，分步进行；坯件需要两个以上工序的定位时，它们的定位基准应该一致；设计定位装置还应考虑避免坯件正、反误放置的措施。此次翻边模具设计主要采用M10的标准圆柱头内六角螺钉与10定位销进行固定和定位。 （1）模架设计

模架包括上模座、下模座、导柱、导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。为了缩短模具的制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准，并有商品模架出售。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量不同，又各具有多种模架类型。

选择模架结构时要根据工件的受力特点，坯件定位，出件方式，材料送进方向，导柱受力状态，操作是否方便进行综合考虑。

选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应该比凹模大30～40毫米。模板的厚度一般应该等于凹模厚度的1～1.5倍。选择模架时还要注意到模架与压力机的安装关系，例如模架与压力机工作台孔的关系，模座的宽度应比压力机工作台孔的孔径每边约大40～50。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最大装模高度等。

通常中、小型冲模常采用后侧式、对角式或对称式的导柱型模架。该模架选用后侧导柱方形模架，导向装置滑动平稳，导向准确可靠。由标准（GB2851.5—81）中选取,从而确定以下材和尺寸： 模架材料选取铸铁HT200

模架上模座的长度为315mm、宽度250mm、厚度50mm（GB2851.5—81）； 下模板的长度为315mm、宽度250mm、厚度60mm（GB2851.5—81）； 最大高度为245mm、最小高度为280mm。

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由于在前面以计算得出了该模具应选用的压力机型号，再由冲压手册可知，应选用的模柄为υ30深度为50mm的模柄。

螺钉选用标准件圆柱头内六角螺钉，规格为M10； 圆柱销M10 导柱40×230 导套40×125×48 模架结构如图5所示：

图5 翻孔模模后侧导柱模架

（2）导向装置

导向装置可提高模具精度、寿命及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。大批量生产的冲压模具中广泛采用了导向装置。

导向装置设计的注意事项：1）导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合，且此时应在保证导柱上端距上模座上平面留有间隙10~15mm的间隙；2）导柱、导套与上、下模板装配后，应保证导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面均留有2~3mm的间隙；3）对于形状对称的工件，为避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同；4）当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推垫，避免导套、导柱承受侧向力；5）导套应开排气孔以排除空气。

滑动式导柱导套的导向装置是最常用的形式，这种结构加工装配方便，易天标准化，但承受侧压能力差。导柱导套的间隙值应小于冲模中凸模、凹模间隙，导柱装置有以下几种情况：导柱设计在底座上，为常用形式，装配调整较为方便；导柱设计在上模板上，有利于弹性卸料板导向的安装，台阶式导柱，大端直径等于导套的外径，

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这样便于上、下模板一起加工，并能保证导向的同轴度；在一些要求弹性卸料板有良好导向的情况下，导柱有时也兼作卸料板的导向装置。

导柱的结构与尺寸都可直接由标准中选取。在选用时应注意导柱的长度应冲模在最低工作位置时，导柱上端面必须低于上模座平面（一般不小于10～15 mm），并保证有足够的导向长度。而下模座低面与导柱低面的距离应为2～3 mm。

导柱的结构采用I型32×210（GB2861.1—81）的标准导柱，材料：20钢，热处理：渗碳度0.8~1.2mm，硬度：52~68HRC。

导套的结构与尺寸都可直接由标准中选取。在选用时应注意导柱的长度应冲模在最低工作位置时，导柱上端面必须低于上模座平面（一般不小于10～15 mm），并保证有足够的导向长度。而下模座低面与导柱低面的距离应为2～3 mm。导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用，当冲裁板厚为0.8～4 mm时，选用H7/h6配合的Ⅱ级精度模架。导套采用A型导套32×115×48（GB2861.1—81）；导套，导柱同样采用A型结构。材料：GR15，热处理：硬度62~66HRC。 （3） 模柄

模柄和压力机连接，压力中心就在模柄的中心上，推件力通过滑块上的横杆传给模柄，由于本冲裁件面积不是很小，因此模柄的直径也不能太小，由于在前面以计算得出了该模具应选用的压力机型号，再由冲压手册可知，应选用的模柄为υ30深度为73mm的压入式模柄。材料：HT200。 （4） 卸料螺钉

卸料螺钉的作用就是将冲压凹模下的零件顶出，因此其截面形状应和凹模底部的形状相同。将其安装在凸凹模的冲孔凹模内，最上面与下压板板接触，两个压板之间安装着橡胶，托板依靠橡胶向上的弹力将顶杆向下顶出，从而完成下料的过程。卸料螺钉采用45号钢，直径大小为18mm。 （5）螺钉

此次设计中螺钉采用标准连接处的螺钉按照结构工艺要求具体选择。在设计中螺钉固定的凹槽大小深度案螺钉直径大小确定。

2.5 模具装配

模具结构的确定和本章前几节零件的设计及尺寸的确定，最终设计出模具的总装

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配图。

2.5.1 固定方式及装配基准的确定

模柄采用压入式模柄，镶嵌在上模座上。上模座与凸模用螺栓与销钉紧固。凹模镶嵌在下模座上，顶料板装在凹模中，采用刚性卸料。

翻边成形凸凹模为装配基准件。首先确定凸凹模在模架中的位置，安装凸凹模组件，确定凸凹组件在上下模座的位置。

成形模具材料的选取：凸模的材料为Cr20，凹模的材料为T10A，热处理硬度为58-62HRC，顶料板45号钢，热处理硬度为HRC43-48。

凸模的固定，导套与模座的固定、导柱与固定板的固定，采用H7/h6的间隙定位 配合，导柱和导套的配合采用H7/r6的过配合，凸模与固定板的配合，导套与模座，导套与固定板，模柄与模座的配合采用H7/m6的过度配合，这样的配合能以最好的定位精度满足零件的刚性和定位要求。

2.5.2 模具的总体设计

有了上述各部的计算数据及确定的工艺方案，并可对模具进行总体设计如图4所示：

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该冲裁件经过成形翻边后制件形状复杂表面质量及周围修边要求不高，修边冲孔模要适应制件中批生产、定位可靠、产品质量稳定及操作简单等特点之所以将修边冲孔两道工序合并不但可以减少工序而且孔位准确

在本工序修边冲孔中要完成的工作是将制件的工艺补充部分切除，修周边至产品图中要求的尺寸冲2个孔。

冲压方向要考虑一下几个方面的问题，首先考虑凸凹模的刃口强度，刃口有效厚度的绝对值和相对值，按制件的功能及精度要求确定修边冲孔的方向，使偏差控制在允许的范围之内保证和提高产品的使用性。

制件在模具中的定位，合理制定制件在模具中的定位是模具设计中至关重要的事情之一，它既关系到产品质量是否稳定可靠又直接影响到操作者操作是否简方便以及模具的使用寿命，所以本模具利用上工序成形翻边后的形状来确定制件在凹模中的位置既安全又可靠。 1.2冲裁计算 1.2.1计算毛坯尺寸

这里主要计算各冲孔和修边尺寸

在冲孔凸模下均设垫板保证支撑座承受的压力在允许的范围内

表1 压力机规格 1.4.6模架及组成零件的设计

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该模架选用后侧导柱方形模架，导向装置滑动平稳，导向准确可靠。由标准（GB2851.5—81）中选取,从而确定以下材和尺寸： 模架材料选取铸铁HT200

模架上模座的长度为315mm、宽度200mm、厚度50mm（GB2851.5—81）； 下模板的长度为315mm、宽度200mm、厚度65mm（GB2851.5—81）； 最大高度为285mm、最小高度为240mm。

由于在前面以计算得出了该模具应选用的压力机型号，再由冲压手册可知，应选用的模柄为υ50深度为70mm的模柄。

螺钉选用标准件圆柱头内六角螺钉，规格为M10； 圆柱销M10 导柱35×230 导套35×125×48

凸模固定座的厚度：h上=20mm 模架结构如图5所示：

图5 落料模后侧导柱模架

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这里主要计算冲孔与翻边尺寸 冲孔尺寸16孔周长 L2R50mm 翻边周长 L50mm 计算冲裁力

低碳钢 =210—340Mpa

s215Mpa b335—440Mpa

采用平刃冲裁下出料方式 弹性卸料装置 冲孔力计算 F冲Lt50234034000N

L—冲孔周长； 翻边力计算 F翻t—板料厚度；

LtbKF压1.25LtbK

1.255024400.25 13750N

F翻—内缘翻边所需的力；

L—弯曲线长度；L50mm t—板料厚度

b—冲裁件材料的抗拉强度；

b440Mpa

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F压—压边力为(0.25— 0.3)F

K—系数近似为0.2—0.3；K0.25 冲孔时的推件力 F推nK,,F冲10.05340001700N

n—同时卡在凹模内的零件数目

K—推件力系数

落料时的卸料力 FKF0.03340001020N K—卸料力系数

故总冲裁力 FFFFF

卸卸冲卸0翻冲卸推 340001375017001020 5047051KN

公称压力 63KN 发生公称压力时滑块距下死点3.5mm 的距离 滑块行程 滑块行程次数 最大的封闭高度为 封闭高度调节量 滑块中心到床身的距离 工作台前后尺寸 工作台左右尺寸 立柱间距离 1.4.6模架及组成零件的设计

80mm 160次min 170mm 40mm 110mm 260mm 360mm 150mm 共 48 页 第 48 页