完整-冲压模设计-毕业论文.doc

摘要本次设计了一套冲孔、落料的模具。经过查阅资料，首先明确设计任务并对零件（冲压件）进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具的适用类型，选择所需设计的模具（凸、凹摸）。最后将模具的设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的概念、分类及其发展现况与发展趋势，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着第二部分是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第三部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算，对选择冲压设备提供依据。最后对摸具进行总体设计及部分零件设计，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出冲压零件图和模具装配图。本次设计阐述了冲压倒装复合模的总体结构设计及其部分零件设计。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键字：冲压；落料冲孔；复合模；模具结构目 录1 绪论11.1冲压加工及冲压模具的概念与分类11.2冲压的优势及冲压加工的问题和缺点21.2.1冲压的优势21.2.2冲压加工的问题和缺点31.3冲压模具行业发展现状及技术发展趋势31.3.1现状31.3.2冲压模具制造技术发展趋势41.4本次设计的现实意义52 设计任务与分析62.1 设计任务62.2零件工艺性分析及模具类型的确定62.2.1零件工艺性分析62.2.2模具类型的确定73 零件工艺计算83.1排样方案与搭边值的确定83.1.1排样方案83.1.2搭边值的确定93.2冲压力计算103.3 确定模具压力中心113.4 冲压设备的选择133.4.1设备类型的选择133.4.2设备规格的选择143.5 凸凹模刃口尺寸的计算153.5.1冲孔部分153.5.2 落料部分174 材料的选用原则及凸凹模结构设计194.1材料的选用原则194.2 凸模、凹模和凸凹模结构设计205 模具总体设计及部分零件设计226 冲压生产的安全防护236.1冲压生产安全操作规程236.2压力机的安全技术措施23小结25参考文献26致 谢271 绪论1.1冲压加工及冲压摸具的概念与分类冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以，被称之为冷冲压或板料冲压，简称冲压。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。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。冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。一般可按以下几个主要特征分类：（1）根据工艺性质分类a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。（2）根据工序组合程度分类a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。（3）依产品的加工方法分类 依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。 1.2冲压的优势及冲压加工的问题和缺点1.2.1冲压的优势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。（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。由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。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。 1.2.2冲压加工的问题和缺点当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。1.3冲压模具行业发展现状及技术发展趋势1.3.1现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 1.3.2冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理的完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.4本次设计的现实意义前面已描述了冲压模具是影响到产品质量好坏、成本高低以及新产品的开发能力的重要因素之一。且在生产加工方面，生产效率高、操作方便、易于实现机械化与自动化、省料又节能有很多优点。 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。设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命，还可以提高产品经济效益。显然，本次设计冲压模具设计具有一定的现实意义。 2 设计任务与分析2.1 设计任务零件简图：如图2.1 所示生产批量：大批量材料：Q235材料厚度：5mm图 2.1 零件简图2.2零件工艺性分析及模具类型的确定2.2.1零件工艺性分析 这里所谓的零件指的就是本次设计中的冲裁件，其工艺性指的就是该工件在冲裁加工中的难易程度。良好的冲裁工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、模具机构简单而寿命长，产品质量稳定、操作简单等。影响冲裁件工艺性的因素很多，如冲裁件的形状特点，尺寸大小 ，尺寸标注方法，精度要求和材料性能等。本设计主要介绍影响冲裁件的形状、尺寸和尺寸精度三个主要因素，提出对冲裁件的工艺要求。（1）冲裁件的形状和尺寸 冲裁件的形状应该简单、对称，最好是由圆弧和直线组成。应该避免冲裁件有过长的悬臂和狭槽，其最小宽度要大于料厚t的两倍。（2）冲裁件的尺寸精度 一般冲裁件内、外形所能达到的经济精度如下表所示：冲裁件内外形经济精度表 基本尺寸/mm材料尺寸/mm3366101018185001IT12IT13IT1112IT14IT12IT13IT1123IT14IT12IT1335IT14IT12IT132.2.2模具类型的确定常见的模具型式可分为单工序模、复合模、和级进模三种。具体模具形式，应以冲裁工件的要求、生产批量、模具加工条件等为主要依据。冲压生产的模具制造费用比较高，往往占冲压件总成本10%30%甚至高达40%。因此选用哪种生产方式，必须首先估算生产成本。即必须采用冲压加工方式，也须视生产批量决定采用何种模具形式进行生产。经考虑以上各种因素，又由零件图可知，该零件形状简单，有直线和圆弧组成。查冲裁件内、外形所能达到的经济精度表，零件所能达到的精度等级为IT14，将查到的精度与零件图上所标注的尺寸公差相比较，可以认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。其他尺寸标注、生产批量等情况，也符合冲裁工艺的要求，故决定采用冲孔落料倒装复合模，进行加工，且一次冲压成形。273 零件工艺计算3.1排样方案与搭边值的确定3.1.1排样方案冲裁件在条料、帯料或板料上的布置方法叫排样。合理的排样是提高材料利用率、降低成本、保证冲件质量及模具寿命的有效措施。因此，拍样是冲压工艺中一项重要的技术性很强的工作。根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为三种：（1）有废料排样。沿冲件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。（2）少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲模结构简单。（3）无废料排样。冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高。另外，当送进距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。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影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。为此，排样时必须统筹兼顾、全面考虑。对有废料排样，少、无废料排样还可以进一步按冲裁件在条料上的布置方法加以分类。对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成35个样件，然后摆出各种不同的排样方法，经过分析和计算，决定出合理的排样方案。在冲压生产实际中，由于零件的形状、尺寸、精度要求、批量大小和原材料的供应等方面的不同，不可能提供一种固定不变的合理排样方案。但在决定排样方案时应遵循的原则是：保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况等，总之，要从各方面权衡利弊，以选择出较为合理的排样方案。经考虑上速因素确定采用如图3-1所示的排样方案。图3-1 拍样图3.1.2搭边值的确定排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边的作用一是补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；二是增加条料刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；同时，搭边还可以避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉人模具间隙，从而提高模具寿命。 搭边值对冲裁过程及冲裁件质量有很大的影响，因此一定要合理确定搭边数值。搭边过大，材料利用率低；搭边过小时，搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。根据生产的统计，正常搭边比无搭边冲裁时的模具寿命高50以上。当然也有很多因素影响打边值，主要因素有如下：（1）材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。（2）材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。（3）冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。（4）送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。（5）卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。最小搭边值表料厚 t手 送 料自动送料圆 形非圆形往复送料aa1aa1aa1aa111.51.521.5322.521221.52.523.52.532232.5232.543.53.533432.53.535443454354655456546576656865768776876879887根据图3.1排样方案查表得：最小搭边值a=5 a1=43.1.3毛坯面积和材料利用率的计算计算零件的毛坯面积 条料宽度：进距：一个进距的材料利用率3.2冲压力计算（1）冲孔力 式中F冲裁力 L冲裁件的周长 t材料厚度 材料抗拉强度经查表Q235的抗拉强度为380470，取=400，所以有：（2）冲孔推件力（查表计算n=1,=0.045,=323.24）式中n卡在凹模洞口中工件（或废料）的数目推件力因素(3) 落料力（4）落料时的卸料力冲床总压力3.3 确定模具压力中心按比例画零件形状，选定坐标系xOy。这里把外形和内孔的压力中分开计算。如图3-2 外形压力中心，及图3-3零件压力中心图3-2 外形压力中心 查表计算圆弧处的中心坐标为（33.82，58.18）所以零件外形的中心坐标为 =34.1=67.68零件总体压力中心图3-3 总体压力中心 =42.27 =75.41所以模具的压力中心为（42.27，75.41）3.4 冲压设备的选择冲压工作是将冲压模具安装在冲压设备上进行的，因而模具的设计要与冲压设备的类型和主要规格相匹配，否则不能工作。正确选择冲压设备，关系到设备的安全使用，冲压工艺的顺利实施及冲压件的质量，生产效率和模具寿命等一系列重要问题。3.4.1设备类型的选择冲压设备类型主要根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量、冲压件的尺寸大小和及精度要求等来选择。（1）对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件等，主要选用开式机械压力机，开式压力机刚度不高，并且在较大冲压力的作用下床身的变形会改变冲模间隙分布、降低模具寿命和冲压件表面质量，但由于它提供了极为方便的操作条件和易于安装机械化附属装置的特点，所以目前仍是中小型冲压件生产的主要设备。另外，在中小型冲压件生产中，若采用导板模或工作时要求导柱、导套不脱离的模具，应选用行程较小的偏心压力机。 （2）对于大中型冲压件，多选用闭式机械压力机，包括一般用途的通用压力机和专用的精密压力机，双动或三动拉伸压力机等。其中，薄板冲裁或精密冲裁时应选用精度和刚度较高的精密压力机；在大型复杂拉深件的生产中，应尽量选用双动或三动拉伸压力机，因而可使所用模具结构简单，调整方便。（3）在小批量生产中，多采用液压机或摩擦压力机。液压机没有固定的行程，不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大的施力行程加工时，与机械压力机相比具有明显的优点，因而特别适应大型厚板冲压件的生产。由于液压机具有速度低，生产效率不高，造价低廉，以及不易发生超载破坏等特点，因而在小批量生产中常用来弯曲大而厚的弯曲件，尤其适用于技平、整形、压印等成形工序。但摩擦压力机的行程次数小，生产效率低，而且操作不太方便。（4）在大批量生产或成形复杂件的大量生产中，应尽量选用高速压力机或多工位自动压力机。3.4.2设备规格的选择在选定冲压设备的类型之后，应该进一步根据冲压件的大小、模具尺寸及冲压力来选定设备的规格，冲压设备规格主要由以下参数确定。（1）公称压力压力机滑动下滑过程中的冲击力就是压力机的压力，压力机压力的大小随滑块下滑位置（或随曲柄旋转的角度）的不同而不同。公称压力是指滑块距下止点前某一特定距离Sp（称为公称压力行程）或曲柄旋转到距下止点前某一特定角度p（称为公称压力角）时，滑块所产生的冲击力。公称压力一般用p表示，其大小表示压力机本身能够承受冲击的大小。压力机的强度和刚度就是按公称压力进行设计的。冲压工序中冲压力的大小也是随着凸模或压力机滑块的行程而变化的。在冲压过程中，凸模在任何位置所需的冲压力应小于压力机在该位置所发出的冲压力。（2）滑块行程长度滑块行程长度是指曲柄旋转一周滑块所移动的距离，其值为曲柄半径的两倍。选择压力机时，滑块行程长度应保证毛坯能顺利的放入模具和冲压件能顺利的从模具中取出。特别是成形拉伸件和弯曲件应使滑块行程长度大于制件高度的2.53.0倍。（3）行程次数行程次数是指压力机滑块每分钟往复运动的次数。它主要由生产率要求、材料允许的变形次数和操作的可能性等确定。（4）工作台面尺寸压力机工作台面（或垫板平面）的长宽等尺寸一般应大于模具下模具尺寸，且每边留出60100mm，以便于安装固定模具。当冲压件或废料从下模漏料时，工作台尺寸必须大于漏料件的尺寸。对于有弹顶装置的模具，工作台孔还应大于弹顶器的外形尺寸，大于模柄长度。（5）滑块模柄孔尺寸 滑块上模柄孔的直径应与模柄直径一致，模柄孔的深度应大于模柄夹持部分的长度。（6）闭合高度 压力机的闭合高度是指滑块处于下止点位置时，滑块底面至工作台面之间的距离。压力机的闭合高度应能通过调节连杆长度在一定范围内变动。当连杆调至最短，滑块地面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最大闭合高度；当连杆调至最长，滑块处于下止点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离，为压力机的最小闭合高度。压力机的装模高度是指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。模具的闭合高度是指冲模在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修磨后，模具的闭合高度可能要减小。因此一般模具的闭合高度接近压力机的最大装模高度。（7）确定设备综合上述多方面因素考虑，确定选用闭式单点压力机 J23-125工作台尺寸（前后左右）： 710mm1080mm公称压力：1250KN 垫板尺寸：100mm250mm滑块行程：145mm 模板尺寸：60mm30mm最大闭和高度：480mm 最大倾斜角：连杆调节量：110mm3.5 凸凹模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。其计算方法有凸模与凹模分开加工和配合加工两种方法。此次设计采用前种计算方法。采用这种方法，要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，它适用于圆形或简单形状的工件。为了保证间隙值，须满足下式条件。式种凸模的制造公差 凹模的制造公差3.5.1冲孔部分计算公式如下： 式中、冲孔凸、凹模基本尺寸尺寸公差因素查表得间隙值 查表得尺寸公差 外形0.5 ，内孔0.25（1）对冲孔8采用凸凹模分开加工的方法查表得凸凹模的制造公差为： 校核 满足查表得因数：，凸模尺寸：凹模尺寸：(2)对其他两冲孔部位也采用凸凹模分开加工的方法通过查表得： 故能满足 的要求 20查表得因素尺寸 尺寸 30尺寸中心距尺寸28尺寸25尺寸92尺寸3.52 落料部分（如图3-4）图3-4落料部分计算公式如下： 式中、落料凹、凸模基本尺寸L1=32尺寸查表得： X=0.75L5=60同理：尺寸 L6=84 尺寸 L7=120 尺寸 尺寸L2 、L3 、L4 均为磨损后不变的尺寸属于同类尺寸L2=55尺寸L3=R5尺寸L4=47尺寸4 材料的选用原则及凸凹模结构设计4.1材料的选用原则在冲压模具中，使用了各种金属材料和非金属材料，主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具，应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑，并对上述要求的各项性能有所侧重，然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。（1） 生产批量当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。（2）被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。（3） 材料性能应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。（4） 降低生产成本注意采用微变形模具钢，以减少机加工费用。（5）开发专用模具钢对特殊要求的模具，应开发应用具有专门性能的模具钢。（6）考虑我国模具的生产和使用情况选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。经考虑，本设计选用模具材料是Cr12 .4.2 凸模、凹模和凸凹模结构设计冲孔的圆形凸模及另一凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱如图4-1、4-2所示。 图4-1大凸模 图4-2小凸模凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量为大批量，所以采用刃口强度较高的凹模如图4-3所示凹模厚度： 取H=34，式中是因素，是凹模孔最大宽度。凹模壁厚：垂直送料方向凹模宽度：送料方向凹模长度：图4-3 凹模本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，必然还有一个凸凹模。凸凹模的结构简图如图4-4所示图4-4 凸凹模5 模具总体设计及部分零件设计 本设计使用复合冲模将凹模及凸模固定在上模上，是典型的倒装结构。两个导料销控制条料送进的导向，固定卸料板控制送料的进距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料板螺钉和弹簧组成。冲制的工件由推杆和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从压力机台面孔漏下。 模架选用中等精度，中、小尺寸的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。上模座：下模座：导柱：导套：垫板厚度：10mm凸模固定板厚度取：18mm凹模厚度取：34mm卸料板厚度取：16mm模具闭高度：6 冲压生产的安全防护我国是社会主义国家，对工人在生产过程的人身安全，应予足够的重视。冲压生产是较容易发生工伤的一种作业，为防患未然，必须从各个方面采取有效的措施。除了制订和贯彻合理的安全操作规程、加强安全技术教育以外，在有条件的情况下，应尽可能组织机械化与生产自动化生产，这是防止工伤事故极其有效的措施，也是提高劳动生产率、减轻劳动强度的重要途径。从大量事故实况统计来看，送料、取件和清除废料的操作，由于操作者的手、臂、头等进入危险区，致使事故发生率高，应首先解决好这方面的安全问题，务必设法防止操作时将手伸进冲模危险区域内。这里着重介绍在压力机和模具上的安全技术措施。6.1冲压生产安全操作规程在冲压设备上进行操作时，操作人员应遵守以下安全操作规程：（1）开始操作前，必须认真检查防护装置是否完好，离合器制动装置是否灵活和安全可靠。应把工作台上的一切不必要的物件清理干净，以防工作时振落到脚踏开关上，造成冲床突然启动而发生事故。（2）冲小工件时，不得用手，应该有专用工具，最好安装自动送料装置。（3）操作者对脚踏开关的控制必须小心谨慎，装卸工件时，脚应离开脚踏开关。严禁外人在脚踏开关的周围停留。（4）如果工件卡在模子里，应用专用工具取出，不准用手拿，并应将脚从脚踏板上移开。6.2压力机的安全技术措施根据压力机的种类和作业方法的不同，应采取与其相适应的安全装置。安全装置应安装调整方便，维护管理简单，工作可靠，不受外界环境（光、噪声、震动等）干扰，不影响操作者视线，不防碍作业效率。本套模具采用：光电保护装置。在操作者与危险区（上下模具的空间）之间用光屏截住，一旦操作者的手或肢躯进入危险区遮住光屏时，则光信号转换为电信号，电信号放大，使继电器动作，控制压力机的启动控制线路，压力机便立即停车或不能动。该装置适用范围较广，具有摩擦离合器的大、中、小型压力机均可应用。除了在压力机上合理采用上述安全装置，从模具上解决好安全问题亦是很必要的。因此，在模具设计时，应周密地从各个不同角度考虑必要的安全措施。模具外部不能有突出部分或尖角部分，凡与机能无关的一切锐角都要倒棱，以免割伤皮肤；将模具上模座的正面做成斜面，以增加安全操作空间；在复合模中，减少可能的危险面积在卸料板与凹模之间，做成凹槽或斜面，并减少卸料板前后的宽度；为了避免压手，导板或刚性卸料板与凸模固定板之间应保持足够的间隙，一般不小于1520毫米；在需要用镊子将工件放入定位板时，应在凹模和弹性卸料板上各切去一凹槽，以便装卸工作。采用弹性刮料板和自动接件装置，以代替用手去卸工件。弹性刮料板一般适用于工件料厚1.5毫米的情况；为防止冲压时，操作者的手指误入冲模危险区，可以在模具周围安装防护罩或安全栅栏。设置防护罩或安全栅栏时，应保证操作者有足够的可见度；单面冲裁时，尽量将凸模的突起部分和平衡挡块安排在模具的后面；在拉伸模与弯曲模中，压料板与下模座的空间必需用导板或角钢封闭起来；使用各种专用的送料装置外，为了送进单个毛坯也可以采用溜槽，滑板等多种形式代替手工操作；在带刚性卸料板的连续模中，临时挡料销的操作端应加长，并引到模座的外廓尺寸之处，以免手接近危险区；一般在压力机上使用的模具，从下模座上平面至上模座下平面或压力机滑块平面的最小间距不得小于50毫米；在可动部分等危险处所，操作者容易因不慎而触手、或夹住某部分、或因弹簧一类飞散出来的危险部分，都应保护起来，加上防护罩；容易产生夹手的危险的可能部分应留出空刀槽，或加上防护罩；笨重的模具