固定夹的冲压工艺及模具设计论文-本科论文.doc

济南大学毕业设计

1 前言
随着我国工业的不断发展和国民经济总量的不断攀升，各行各业对模具的需求量亦越来越大，技术要求越来越高。模具俨然已成为工业生产中的必备的基础工艺，在科技高速发展的当今社会，模具已成为一种高附加值的高新技术密集型产品，同时更是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标志，对模具行业的重视更是时代所需、进步所求。
目前，我国模具的年生产总量虽然已经跃居到世界第三的位置，但是在整个模具设计制造水平和标准化得程度上来讲，较之与美国、西欧、日本等世界工业发达国家相比还存在相当大的差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面都存在着较大差距。现阶段，社会产品更新换代的速度较之以前更加迅速，特别是家电、汽车、IT行业市场竞争的加剧，使得目前制造业得到迅猛的发展和更新；同时现代产品对模具的种类、精度、工件条件和使用寿命等方面提出了许多更为严格的要求；在许多工业发达的国家，模具制造业已成为一个专门的行业，其标准化、专业化、高品化程度显著提高，并且大量采用先进的技术和设备，新材料、新的热处理工艺的不断涌现，特别是IT业的迅猛发展以及计算机附属设计（GAD）和计算机辅助制造（CAM）在模具行业得到广泛应用。
2 工艺方案的确定
冲裁件的工艺性指的是冲裁件对冲裁工艺的适用性，也是指冲裁加工的难易程度。冲裁工艺性主要包括冲裁件的结构与尺寸、精度与断面粗糙度和材料三个方面[1]。
图2.1所示为固定夹的零件参数图，材料为LY21-Y2，材料厚度为1.2mm，大批量生产。

图2.1固定夹零件图

2.1 冲裁件的工艺性分析
2.1.1 冲裁件的结构和尺寸
该零件的结构比较简单，形状对称尺寸较小。零件上的最小孔径为Φ3.5mm,最小的圆角半径为1mm。因此，零件适用于冲裁加工。将材料毛坯加工出零件需要经过三道工序：落料、弯曲、冲孔。其主要工序为弯曲和冲孔。
2.1.2 冲裁件的精度分析
零件的尺寸除中，只有孔的尺寸有偏差，其余尺寸都没有标注公差等级，按照IT14精度来加工。查公差表[2]，各个尺寸的公差为： 、、；零件的冲孔的位置度公差为： 、 。
2.1.3 冲裁件的展开尺寸
因为冲裁件弯曲时内外层材料受力情况不同，因此计算毛坯展开尺寸，需要求得冲裁件变形区中性层的曲率半径。
中性层的弯曲半径公式为[2]：
(2.1)
式中：r0——内弯曲半径；
k——中性层的系数；
t——材料的厚度；
表2.1 中性层位置系数k[2]

R/t
分数
3/4
45
5/6
6/7
8/9
1
10/9
8/7
小数
0.75
0.8
0.833
0.857
0.889
1
1.111
1.143
K
0.294
0.301
0.305
0.308
0.312
0.325
0.336
0.340

R/t
分数
6/5
5/4
4/3
7/5
10/7
3/2
8/5
5/3
小数
1.2
1.25
1.333
1.4
1.429
1.5
1.6
1.667
K
0.345
0.349
0.356
0.362
0.364
0.369
0.376
0.380

查表2.1，得k=0.380；
根据公式2.1

根据固定夹的零件图可得出，零件的圆角半径较大()，

图2.2 零件展开计算图

因此，固定夹弯曲部分毛坯的长度展开公式为：

(2.2)

式中：LO——毛坯的展开长度(mm)；
L直——直线部分的长度和(mm)；
L——弯曲部分中性层长度和(mm)。
，
，

在图2.2中：
(2.3)
(2.4)
根据公式2.3得：

根据公式2.4 得：

所以：直线部分的长度为：

所以：

取。
所以工件的展开尺寸为25mm×28mm， 如图所示：

图2.3零件展开尺寸图
2.2 工艺方案的制定
根据零件的尺寸和零件批量生产的特点，可知该零件可由落料、弯曲、冲孔加工来制得，因此可采用的方案有单工序模、连续模、复合模三种方式
综合考虑可得以下几种设计方案：
方案一：采用单工序模，其工序安排为：落料→冲孔→弯曲
分析：考虑到要求生产的零件属于大规模成批量生产的前提，此种方案的生产效率比较低，模具成本较高，劳动强度大，操作不安全，故排除此方案。
方案二：采用连续模具，其工序安排为：冲孔→落料→弯曲
分析：采用该方案连续模的结构较为复杂，成本较高，并且落料工序在弯曲工序前面，可能导致弯曲工序加工时难度加大，并且达不到精度的要求，因此排除此方案。
方案三：采用一套复合模和一套单工序，其工序安排为：落料、弯曲→冲孔
分析：采用该方案的模具较连续模的结构相对简单，比单工序模的生产效率高，操作也相对安全，先进行零件的弯曲工艺，使得零件在冲孔时能保证孔的位置精度，同时降低劳动强度，降低生产成本。
综合以上因素并进行比较，所以采用：落料、弯曲→冲孔的方案来生产固定夹。
3 落料弯曲模的设计
3.1模具总体结构方案
3.1.1模具结构
根据零件的冲压工艺方案可知，采用落料、弯曲复合模。
3.1.2操作与定位方式
为了降低复合模具的成本，采用手工送料方式。同时因为零件大小较小，条料宽度板厚适中，所以采用两侧倒料销导向，在送料方向上采用挡料销定位。
3.1.3卸料方式
考虑到零件的结构形状为矩形，所给材料的厚为1.2mm，较薄，采用弹性卸料方式。
3.1.4模架类型的选择
考虑到工件的工艺特点，本套复合模具采用中间导柱模架。
3.2冲压工艺方案
3.2.1搭边值的确定
查搭边数值表[2],如图示，查得搭边值。
查表得：两冲裁件之间的搭边值,侧搭边值。

图3.1搭边值
3.2.2条料宽度的确定
条料的宽度公式：
(3.1)
式中：C——条料宽度方向的冲裁件最大尺寸；
a2——侧搭边值。
查条料宽度公差表[2],查得条料宽度偏差a2=1.5；
根据公式3.1

3.2.3条排样及材料利用率的计算
从材料的经济利用率的角度来考虑，排样可以分为：有废料、少废料和无废料排样三种方式。由于设计的零件是矩形零件，同时四个冲孔又有位置公差的要求，所以采用有废料直排法。
冲裁件的面积为：

送料进距为：

.工件排样如下图：

图3.2 排样图

一个进距内的材料利用率Q为：
(3.2)
式中：S——冲裁件的面积；
n——一个进距内冲裁件数目；
B——条料宽度；
h——进距；
所以：

根据条料尺寸规格表[2]查表选取的毛坯材料规格：500mm×1000mm×1.2mm。
纵向裁时的条料数为：

取整,可以冲得32条。
每条可得件数为：

可以得19件。
所以板料可冲得的总件数为：

板料的利用率为：

横向裁时的条料件数：

可以冲得16条。
每条可得件数为：

可以得38件。
所以板料可冲得的总件数为：

板料的利用率为：
Q2=
横向冲裁和纵向冲裁时的材料利用率是一样的都为85.12%，此次采用横裁。
3.2.4冲压力的计算
平刃冲模冲裁时，冲裁力的计算公式[2]为：
(3.3)
式中：P0——冲裁力，(N)；
L——冲裁件冲切轮廓长度，(mm)；
t——冲裁件的厚度，(mm)；
τ——材料抗剪强度，(MPa)。
考虑到模具刃口的磨损、模具间隙的波动、材料机械性能变化和材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力须增大30%。
查表[2]得，材料LY21—Y2的抗剪强度为280~310MPa，取。
1.落料冲裁力的计算
落料时材料周长为：

根据公式3.3 落料时的冲裁力为：

所以实际冲裁力大小为：

2.卸料力的计算
卸料力公式：
（3.4）
式中：K——卸料力系数
查卸料力系数表[2]得：，取
根据公式3.4得：

3.推件力的计算
推件力公式：
(3.5)
式中：K1——推件力系数
查顶件力系数表[2]得：，取。
根据公式3.5得：

4.弯曲力的计算
弯曲件的经验公式[2]为：
(3.6)
式中：Fu——冲压行程结束时不校正时的弯曲力(N)；
K——安全系数，一般取1.3；
B——弯曲件的宽度(mm)；
t——弯曲件的厚度(mm)；
r——内弯曲半径(mm)；
σb——弯曲材料的抗拉强度(MPa)，查机械手册。
根据公式3.6得：
=
所以可得：

所以可得弯曲力：

5.总冲压力的计算
在落料、弯曲模具工作过程中所需要的总的冲压力为：

3.3压力机的选择
根据总的冲压力，查《冲模设计手册》初选压力机为:开式双柱可倾压力机J23-10。
开式机械压力机提供了极为方便的操作条件，并且易于安装机械附属装置。因此，对于中小型冲裁件主要选用开式压力机。
查开式固定压力机主要技术规格表[2]，J23-10型压力机的主要参数如下：
公称压力：100KN；
滑块行程：45mm ；
最大闭合高度：180mm；
最大装模高度；145mm；
工作台尺寸（前后×左右）：240mm×370mm；
垫板尺寸（厚度×孔径）：35mm×170mm
模柄孔尺寸：Ф30mm×55mm；
最大倾角高度：35°
3.4模具压力中心的确定
冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心。因为观察该零件的几何尺寸，冲件为典型的对称零件，所以压力中心在模柄中心线的延长线上，冲压过程中不存在偏裁的情况发生，所以模具的压力中心就是零件的集合中心。如图3.3所示：

图3.3压力中心
3.5模具刃口尺寸的计算
3.5.1落料凸凹模刃口尺寸的计算
根据冲裁间隙表[2]查得间隙值为：，。
表3.1刃口计算公式
冲压方式

落料

冲孔
工件尺寸

凸模尺寸

凹模尺寸

式中：D，d——冲件公称尺寸；
△——冲件公差；
D凸，D凹——落料凸、凹模刃口尺寸；
d凸，d凹——冲孔凸凹模刃口尺寸；
Z最小——最小间隙；
x——磨损系数，与冲件精度有关，详见表；
δ凹，δ凸——凸凹模制造公差，详见表。
按照IT14处理，查磨损系数表[2],查得磨损系数x=0.5
根据公差表[2]，查得凸凹模的制造公差为：
凸模，凹模
为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙：

因为；所以采用分开加工的方法计算凸模和凹模刃口尺寸。

图3.4落料零件图
落料零件图如图3.4所示，因为尺寸均无公差要求，所以按照国标IT14要求处理，查公差表得：
、
由于落料凹模的尺寸属于磨损后变大的尺寸，落料时应以凹模的实际尺寸按间隙要求来配作凸模。
查表3.1，得落料凹模的计算公式：

落料凹模的刃口尺寸为：

落料凸模的刃口尺寸为：

3.5.2弯曲部分工作尺寸的计算
1.回弹值的确定
由于冲裁件从模具中取出来以后，因为弯曲的时候冲裁件存在着弹性变形，会导致取出工件后，工件的圆角半径和角度都发生变化，与我们所制作的模具相应的形状有偏差，由固定夹的工艺性分析可知，回弹影响的部分是最大半径处，因为相对弯曲半径，所以查表得回弹值为。因为回弹值很小，所以在试模以后修正凸、凹模就可消除回弹。
2.弯曲凸凹模间隙的确定
间隙C确定公式为：

式中：C——弯曲凸、凹模单边间隙；
t——材料的厚度；
Δ——材料厚度的正偏差；
c——间隙数。
查间隙表[2]得：，
所以间隙值为：

3.凸凹模横向尺寸的确定
因为当标注外形尺寸时，应以凹模为基准，先计算凹模，把间隙取在凸模上。
凹模实际尺寸为：
(3.7)
凹模实际尺寸为：
(3.8)
式中：L——弯曲件的基本尺寸；
Δ——弯曲件公差；
δA、δt——凹模和凸模制造公差；
Z/2——凸凹模的单向间隙；
查公差表[2]得，按照IT9级处理：

所以可得：

因为根据零件图可知，凸凹模刃口处都有圆角，为了保证冲裁弯曲件的位置尺寸精度，圆角应该按照参数标识配制。
3.6落料-弯曲复合模主要零部件的设计
3.6.1落料凹模的设计
因为零件结构简单，总体尺寸不大，落故料凹模采用整体式矩形凹模较为合理，通过螺钉与模座固定在一起，固定时将压力中心与模柄中心重合。
模具厚度的确定公式为：
(3.9)
式中：K——系数值，根据板厚度确定；
B——冲裁件的最大外形尺寸；
查板厚系数值[2],查得K=0.35
根据公式3.9得：

取；
模具壁厚的确定公式为：
(3.10)
取；
凹模长度为：
(3.11)
查表取标准值，取；
凹模宽度为

查表取标准值，取；
所以，凹模轮廓尺寸为100mm×100mm×16mm。材料选用T10A，热处理60~64HRC[2]。
3.6.2落料凸模的设计
落料凸模也为弯曲凹模，它的内、外缘均为刃口，内、外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，为保证凸凹模的强度，其应具有一定的壁厚。当采用弹性卸料时，凸模长度可按下列公式计算：
(3.12)
式中： L—凸模长度，(mm)；
h1—凸模固定板厚度，(mm)；
h2—卸料板厚度，(mm)；
h3—卸料弹性元件被预压后的厚度，(mm)。
落料凸模固定板的厚度为，卸料板厚度为；卸料弹性原件被预压后的厚度为；所以凸模长度为：

3.6.3弯曲凸模的设计
由于弯曲凸模是圆凸模，采用直通式凸模，采用线切割加工。设计凸台与固定板固定，并用螺钉与模座连接。凸模的材料为T10A,热处理56~60HRC[2]，为了保证合理间隙，弯曲凸模的宽度取26mm。弯曲凸模的长度应小于凸模固定板、空心垫板和落料凹模的长度之和。所以取高度为35mm。
3.6.4螺钉与圆柱销的设计与选用
1.螺钉尺寸的设计与选用
按照螺钉所承受力，可近似计算出螺钉的直径，计算公式为：
d= （3.13）
式中：P——最大冲裁力N；
n——螺钉数；
σ——螺钉材料的极限强度(MPa)；
d——螺钉计算直径；
螺钉材料选用45钢，它的极限强度；选取螺钉数为四个，所以螺钉直径为：

所以查标准最少直径为M4即可，本次设计选用M6和M4的螺钉。
2.圆柱销的设计与选用
设计中选用圆柱定位销定位，由于圆柱销所承受的压力不是很大，所以可查圆柱销标准值[2]，查得圆柱销的尺寸为φ8mm，防转圆柱销的尺寸选φ6mm。
3.6.5模柄的设计与选用
模柄的作用将上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。根据零件的冲压工艺特点，选用压入式模柄。
落料弯曲模所选压力机的模柄尺寸为：Ф30mm×55mm；
查模柄标准值表[2]选取模柄的规格为：30mm×78mm,GB/T2862.1—81Q235
3.6.6卸料板的设计
为了防止落料时废料卡在落料凸模上多用设计卸料板卸料；因为冲裁件要求平面平整，所以采用弹压卸料板，卸料板厚度为10mm；长宽与落料凹模一致为：100mm×100mm。卸料螺钉选用常用卸料螺钉结构形式。卸料板采用45钢，不用热处理淬硬。
3.6.7卸料螺钉的设计
1.卸料螺钉的尺寸：

所以L为：

查卸料螺钉尺寸表[3]，可选卸料螺钉为：，。
2.卸料螺钉的材料
卸料螺钉采用45钢，热处理为40~45HRC，头部淬火[2]。
3.6.8模架及其它零件的设计
考虑到冲裁件的工艺性特点选用中间导柱式模座。
1. 模座的外形尺寸
因为落料凹模的尺寸为100mm×100mm；所以查表[3],可确定上模座的尺寸为：100mm×100mm×30mm；下模座的尺寸为：100mm×100mm×40(mm)。
2. 导柱、导套的选用
导套规格查表[3],选用A20H6×65×23 GB/T 2861.6；导柱规格查表[3],选用A20h5×130 GB/T 2861.1。
3.模座，导柱、导套的材料
从经济上考虑，降低模具的生产成本，选用模座的材料为HT200，没有热处理要求；导套、导柱的材料为20钢，热处理要求渗碳0.8~1.2mm，硬度为58~62HRC[2]。
4.垫板的设计
设计垫板的目的是在压力机工作时，用来承受凸模或凹模的压力，防止较大的冲压力在硬度较低的上下模座上压出凹坑，毁坏模架，影响冲压模的正常工作。垫板的厚度根据压力的大小选择，一般选取5~12mm,外形尺寸与固定板的尺寸一致，材料一般选取45钢，热处理厚后硬度为：43~48HRC，此套模具选上垫板6mm,下垫板厚度为10mm。

图3.5模架示意图

5.橡胶的选用设计
橡胶的自由高度为：

取。
根据橡胶所能产生的压力F可计算得出橡胶的横截面积：
(3.14)
式中：A——橡胶的横截面积，(mm2)；
p——橡胶的单位压力。
根据公式可得：
=
选用矩形橡胶，初步确定橡胶的宽度为20mm，则橡胶的长度：

3.6.9固定板的设计
为了使凸凹模能够简单的固定在模架上，选用固定板固定，固定板的外形尺寸与落料凹模一致为100mm×100mm；固定板的厚度可根据经验公式获得：
(3.15)
所以取。
3.6.10挡料和导料装置的设计
挡料装置主要是为了保持冲裁件的轮廓的完整和保证适宜的搭边值。根据本套落料弯曲复合模具的设计，选用两侧弹性挡料螺钉来进行导料。挡料装置也选用弹性挡料螺钉来进行挡料。
3.6.11模架闭合高度的计算
模具的闭合高度指的是模具在处于闭合状态下，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。
(3.16)
式中：上模座为30mm，上垫板厚为6mm，弯曲凸模厚为32mm，弯曲凹模厚46mm，为下垫板厚10mm，下模座厚为40mm，所以闭合高度为：

因为，模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，即应满足下面的式子：
(3.17)
式中：Hmax——压力机的最大闭合高度；
Hmin——压力机的最小闭合高度；
H1——压力机工作垫板的厚度；
Hmax－H1——压力机的最大装模高度；
Hmin-H1——压力机的最小装模高度；
H——冲模的闭合高度。
所选压力机的最大闭合高度为：；最小闭合高度为；工作垫板厚度。即冲模的闭合高度应满足：

因为模具闭合高度H在上述不等式范围内，所以闭合高度为164mm。
3.6.12总装图

图3.6 总装图
4 冲孔模的设计
4.1模具总体结构方案
4.1.1模具结构
根据零件的冲压工艺方案可知，冲孔模为单工序模。
4.1.2操作与定位方式
为了降低复合模具的成本，采用手工送料方式。同时因为零件大小不大，条料宽度板厚适中，所以采用两侧定位板定位。
4.1.3卸料方式
考虑到零件的结构形状为矩形，材料料厚度为1.2mm，较薄，采用弹性卸料方式。
4.1.4模架类型的选择
考虑到工件的工艺特点，本套单工序模具采用后侧导柱模架。
4.2冲压力的计算
4.2.1冲孔力的计算
冲孔时孔的周长为：

根据公式3.3，冲孔时的冲裁力：

所以实际冲裁力大小为：

4.2.2卸料力的计算
卸料力公式：
(4.1)
式中：K——卸料力系数
查卸料力系数表[2]得 ，取
根据公式4.1得：

4.2.3总冲压力的计算
在冲孔模具工作过程中所需要的总的冲压力为：

4.3压力机的选择
根据总的压力，查《冲模设计手册》初选压力机为:开式双柱可倾压力机J23-3.15。
查开式固定压力机主要技术规格表[2]，J23-3.15型压力机的主要参数如下：
公称压力：31.5KN；
滑块行程：25mm ；
最大闭合高度：120mm；
最大装模高度；95mm；
工作台尺寸（前后×左右）：160mm)×250mm；
垫板尺寸（厚度×孔径）：25mm)×110mm；
模柄孔尺寸：Ф25 mm ×45mm；
最大倾角高度：45°。
4.4模具压力中心的确定
冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心。因为观察该零件的集合尺寸，冲件为典型的对称零件，所以压力中心在模柄中心线的延长线上，冲压过程中不存在偏裁的情况发生，所以模具的压力中心就是零件的集合中心。如图4.1所示：

图4.1压力中心
4.5冲孔凸凹模刃口尺寸的计算
根据冲裁间隙表[2]查得间隙值为：,。
表3.1刃口计算公式
冲压方式

落料

冲孔
工件尺寸

凸模尺寸

凹模尺寸

式中：D，d——冲件公称尺寸；
△——冲件公差；
D凸，D凹——落料凸、凹模刃口尺寸；
d凸，d凹——冲孔凸凹模刃口尺寸；
Z最小——最小间隙；
x——磨损系数，与冲件精度有关，详见表；
δ凹，δ凸——凸凹模制造公差，详见表。
按照IT14处理，查磨损系数表[2],查得磨损系数x=0.5
根据公差表[2]，查得凸凹模的制造公差为：
凸模，凹模
为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙：

因为；所以采用分开加工的方法计算凸模和凹模刃口尺寸。

图4.2冲孔零件
冲孔零件图如图4.2所示，因为尺寸均无公差要求，所以按照国标IT14要求处理，查公差表得：
、、
由于冲孔凸模的尺寸属于磨损后变大的尺寸，冲孔时应以凸模的实际尺寸按间隙要求来配作凹模。
查表3.1，得冲孔凸模的刃口尺寸：

冲孔凹模的刃口尺寸：

四个冲孔凸模的尺寸都为：；
4.6冲孔模主要零部件的设计
4.6.1冲孔凸模的设计
考虑到冲孔后冲裁件易卡在冲头上，故采用卸料板导向凸模。凸模最大允许长度公式为：

= (4.2)
取凸模长度L=32(mm),采用线切割加工，设计凸台与固定板固定，并用螺钉与模座连接。凸模的材料为T10A，热处理56~60(HRC)[2]。
凸模强度的校核：
因为凸模直径大于料厚，即d＞t，所以强度按下列公式[2]核算：
(4.3)
式中：t——冲件材料厚度(mm)；
d——凸模直径(mm)；
——冲件材料的抗剪强度(MPa)；
——凸模刃口接触应力(MPa)；
[]——凸模材料许用压力，合金钢可取1800~2200MPa[2]。
所以，可得：

所以选用凸模符合。
4.6.2冲孔凹模的设计
因为零件结构简单，总体尺寸不大冲孔凹模采用整体式矩形凹模较为合理，通过螺钉与模座固定在一起，固定时将压力中心与模柄中心重合。
模具厚度的确定公式为：
(4.4)
式中：K——系数值，根据板厚度确定；
B——冲裁件的最大外形尺寸；
查板厚系数值[2],查得K=0.35
根据公式4.3得：

取；
模具壁厚的确定公式为：

取；
凹模长度为

查表取标准值，取；
凹模宽度为：

查表取标准值，取；
所以，凹模轮廓尺寸为80mm×80mm材料选用T10A，热处理60~64HRC[2]。
4.6.3螺钉与圆柱销的设计与选用
1.螺钉尺寸的设计与选用
按照螺钉所承受力，可近似计算出螺钉的直径，计算公式为：
d= （4.5）
式中：P——最大冲裁力(N)；
n——螺钉数；
σ——螺钉材料的极限强度(MPa)；
d——螺钉计算直径。
螺钉材料选用45钢，它的极限强度；选取螺钉数为四个，所以螺钉直径为：
=2(mm)
所以查标准最少直径为M4即可，本次设计选用M6和M4的螺钉。
2.圆柱销的设计与选用
设计中选用圆柱定位销定位，由于圆柱销所承受的压力不是很大，所以可查圆柱销标准值[2]，查得圆柱销的尺寸为φ6mm，防转圆柱销的尺寸选φ4mm。
4.6.4模柄的设计与选用
模柄的作用将上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。根据零件的冲压工艺特点，落料弯曲模和冲孔模都选用压入式模柄。
落料弯曲模所选压力机的模柄尺寸为：Ф25mm×45mm；
查模柄标准值表[2]选取模柄的规格为：25×73mm，GB/T2862.1—81Q235。
4.6.5卸料板的设计
为了防止冲孔时零件卡在凸模上，所以设计采用弹性卸料装置，卸料板厚度为：6mm；长宽与凹模一致为80mm×80mm。在卸料板下端设置一5mm的凸台，在冲孔时起到压边的作用。材料为45 钢，不用热处理淬硬。
4.6.6卸料螺钉的设计
1.卸料螺钉的尺寸

所以L为：

查卸料螺钉尺寸表[3]，可选卸料螺钉为，。
2.卸料螺钉的材料
卸料螺钉采用45钢，头部淬火，热处理为40~45HRC[2]。
4.6.7模架及其它零件的设计
考虑到冲裁件的工艺性特点选用中间导柱式模座。
1.模座的外形尺寸
因为落料凹模的尺寸为80mm×80mm；所以查表[3],可确定上模座的尺寸为：80mm×80mm×25mm；下模座的尺寸为：80mm×80mm×30mm。
2.导柱、导套的选用
导套规格查表[3],选用B20H6×45×23 GB/T 2861.7；导柱规格查表[3],选用A20h5×100 GB/T 2861.1。
3.模座，导柱、导套的材料
从经济上考虑，降低模具的生产成本，选用模座的材料为HT200，没有热处理要求；导套、导柱的材料为20钢，热处理要求渗碳0.8~1.2mm，硬度为58~62HRC。
4.垫板的设计
设计垫板的目的是在压力机工作时，用来承受凸模或凹模的压力，防止较大的冲压力在硬度较低的上下模座上压出凹坑，毁坏模架，影响冲压模的正常工作。垫板的厚度根据压力的大小选择，一般选取5~12mm，外形尺寸与固定板的尺寸一致，材料一般选取45钢，热处理厚后硬度为：43~48HRC，此套模具选上垫板6mm，下垫板厚度为8mm。
5.橡胶的选用设计
橡胶的自由高度为：

取H0=10mm；
根据橡胶所能产生的压力F可计算得出橡胶的横截面积
(4.6)
式中：A——橡胶的横截面积，(mm2)；
p——橡胶的单位压力。
根据公式可得：
==1373.3(mm2)
选用矩形橡胶，初步确定橡胶的宽度为12mm，则橡胶的长度

4.6.8固定板的设计
为了使凸凹模能够简单的固定在模架上，选用固定板固定，固定板的外形尺寸与落料凹模一致为80mm×80mm；固定板的厚度可根据经验公式获得：
(4.7)
所以取。
4.6.9 挡件的设计
因为固定夹横向有凹槽可起到挡件的作用，故在凹模上加一挡板用来定位固定夹，防止冲孔时冲件偏移。挡板厚度为3mm，长宽与凹模板尺寸相符。
4.6.10 模架闭合高度的计算
模具的闭合高度指的是模具在处于闭合状态下，上模座的上平面至下模座的下平面之间的距离。
(4.8)
式中：上模座为25mm，上垫板厚为6mm，冲孔凸模厚为32mm，冲孔凹模厚13mm，为下垫板厚6mm，下模座厚为30mm，深入量为4mm，所以闭合高度为：

因为，模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，即应满足下面的式子：
(4.9)
式中：Hmax——压力机的最大闭合高度；
Hmin——压力机的最小闭合高度；
H1——压力机工作垫板的厚度；
Hmax－H1——压力机的最大装模高度；
Hmin-H1——压力机的最小装模高度；
H——冲模的闭合高度。
所选压力机的最大闭合高度为：Hmax =120mm；最小闭合高度为Hmin=95mm；工作垫板厚度H1=6mm。即冲模的闭合高度应满足：

因为模具闭合高度H在上述不等式范围内，所以闭合高度为108mm。
4.6.11 模具总装图

图4.3 总装图
5 结 论
毕业设计是对大学四年来所学知识的一次综合运用，更是一次知识能力的全面考核。通过毕业设计不仅使我把大学四年所学的知识重温再现，更是为即将踏入社会的我提供了宝贵的练兵机会。
通过这段紧张而又充实的毕业设计阶段，我对大学四年所学的相关专业知识进行了系统的回顾和复习。通过这段时间的学习，对模具设计有了一个由浅入深的了解，首先通过查阅参考资料让我对模具的发展现状有了初步的了解；然后通过参加北京国际机床展了解到机械尤其是模具方面的最新的发展动向；最后根据所给零件的尺寸和材料，对零件进行工艺性分析，计算分析相应尺寸，选择合适的模具零部件，最后绘制模具装配图和非标准零件的零件图。与此同时，更让我从此次毕业设计中得到了许多课本中所无法获得的知识。主要体现在以下几个方面：
1.查漏补缺，巩固所学的相关专业知识；随着时间的推移，大学四年所学专业知识多多少少会有些许遗忘，经过这次毕业设计让我对专业知识再一次进行了巩固和提高。
2.熟练绘图软件，提高绘图能力；通过此次毕业设计，不仅加强了自身的手工绘图能力，同时重要的是提高了自身对绘图软件的操作熟练度。
3.学习新知识，提高设计能力；通过本次毕业设计，从查阅资料、方案提出、方案论证和计算，再到绘制图纸；每一个环节都让我学到了模具方面的相关知识，系统化了思考方式。
最后，通过这次毕业设计，我深深的体会到了自身理论知识的欠缺和实践能力的匮乏，今后定要两手都要抓，两手都要硬。

参 考 文 献
[1] 陈锡栋， 周小玉. 实用模具技术手册[M]. 北京: 机械工业出版社,2001:21-55,132-156,.
[2] 刘彩英.冲模设计手册之四[M].北京：机械工业出版社，1999.6:147，
[3]高军，修大鹏.冲压模具标准件选用与设计指南[M].北京：化学工业出版社，2007.7
[4] 刘波，刘宏杰.筒形件冲压缩口成形工艺研究.热加工工艺[J].2009，38（13）:84-87.
[5] 洪慎章 .实用冲压工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2008
[6] 胡建国，姚昌龄.柱冒冷冲压模具设计及其工艺.模具技术[J]，2002，（2）:33-36.
[7] 姜奎华 .冲压工艺与模具设计[M].北京： 机械工业出版社，2001
[8] 吴宗泽， 罗圣国.机械设计课程设计手册[M]. 北京：高等教育出版社，2005
[9] 薛啟翔 .冲压模具与制造[M].北京：化学工业出版社，2004.3
[10] 吴诗惇 .冲压工艺及模具设计设计[M].西安：西北工业大学2005
[11] 钟疏敏.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2000
[12] 杜军文.机械制造技术装备及设计[M].天津：天津大学出版社2001
[13] 魏春雷.冲压工艺与模具设计[M].北京：北京理工大学出版社，2003
[14] L. Zhang, H.Y. Tam, C.-M. Yuan, Z.-D. Zhou, An investigation of material removal in polishing with fixed abrasives, Proc. I Mech. E Part B, J. Eng. Manuf. 216 (1) (2002) 103–112.
[15] H.-B. Cheng, Z.-J. Feng, K. Cheng, Y.-W. Wang, Design of a six-axis high precision machine tool and its application in machining aspherical optical mirrors, Int. J. Mach. Tools Manuf. 45 (2005) 1085–1094.

- 30 -