冲压托板复合模设计说明书.doc

单位：重庆工业职业技术学院
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设计者：
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指导老师：
时间：2011/11至2012/2

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目录
前言 3
第一章 托板零件图 5
一、托板零件冲压工艺性分析 6
二、托板冲压工艺流程分析与方案优化 10
第二章 托板冲压工艺分析 13
一、托板冲压工艺的工艺计算 13
二、条料宽度的确定 14
三、托板零件的排样图（如下图所示） 21
第三章 冲压设备的选择 21
一、冲压力的计算 21
二、压力机标称压力的确定 23
三、压力中心的确定 23
第四章 托板冲压模具计算 24
一、模具凸、凹模之间间隙的确定 24
二、冲裁间隙的确定 25
三 、模具刃口尺寸计算 27
四 、模具闭合高度计算 30
五 、弹簧的选用与计算 31
第五章 主要零部件的设计与选用 33
一、工作零件的设计与选用 33
二、定位零件的设计与选用 37
三、卸料与出件装置 38
四、模架及其零件 39
五、其他支承与固定零件 41
六、紧固件 42
七、冲模的标准组合 43
第六章 冲模工作零件的材料选用及热处理要求 44
第七章 模具使用维护说明书 45
一、模具安装 45
二 、模具的工作过程 45
三 、模具的维护 46
总结 48
参考文献 49

前言
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（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。
冲压加工是一种先进的无切屑加工方法，与其它加工方法相比，有以下特点：
1、 无切屑加工，材料的消耗较小，冲压件的成本低。
2、 冲压加工范围广，且冲压件的强度和刚度均较高。
3、 生产效率高，操作方便易于实现机械化与自动化
4、 冲压件的质量稳定，互换性好。
选做本课题的原因及条件分析：
该托板图不仅能够将我们前期所学的专业知识：如机械制图、AUTOCAD、互换性、机械设计基础、冲压模具等知识综合应用，而且够较全面的检查巩固前期所学知识。整个设计一方面培养同学独立思考和分析问题的能力；另一方面培养我们吃苦耐劳、认真负责的工作态度和良好的职业道德。
内容和要求：
1、提交成果形式：
（1）用标准的图纸A3或A4绘制零件图样一份；
（2）课题论文一份；
（3）用标准的A0图纸绘制出装配图；
2、课题设计主要内容：
1）前言：选题的必要和依据；
2）根据其零件结构、尺寸确定凸凹模结构、尺寸；
3）确定冲裁工艺方案；
4）模具结构分析：模具结构特点、工艺性、要求等；
5）模具部件设计及参数设计；
6）选择及确定模具主要部件的结构尺寸；
7）绘制总装配图；
8）参考文献；
3、要求：
1）产品设计过程中严格按照学院有关文件的规章制度及国家有关标准进行；
2）按时独立完成课题设计的各项工作；
3）课题设计应做到：严谨合理；用语精确，符号统一，编号齐全，书写工整，图表完备、页数不少于30页。
第一章 托板零件图

一、托板零件冲压工艺性分析
1. 托板零件产量：从用户提供的托板零件图上可知，该零件的产量为大批量，根据冲压适合大批量生产加工的特点，从产量上看该产品适合用冲压加工方法加工。
2. 托板零件材料：从用户提供的托板零件图可知，加工该零件的材料为08F，根据《冲压模具及设备》P28表2-3可知08F为冲压的常用金属材料，从材料上看该产品适合冲压加工。
3. 托板零件的结构与尺寸分析
3.1托板零件的形状：由用户提供的托板零件图可知，该零件形状简单、对称规则，有利于材料的合理利用，从形状上看，该产品满足冲压零件形状结构尺寸的要求，所以从形状上看该产品适合冲压加工。
3.2托板零件内外转角处的尖角：由用户提供的托板零件图可知，该零件多处存在尖角，尖角的存在使模具的加工产生困难，甚至无法完成模具（凹模）的加工，从尖角的工艺上进行分析托板零件不满足冲压加工的工艺要求。尖角如下图所示：
为了满足冲压加工的工艺性要求，和用户协商后决定，将原零件图上尺寸精度要求不高不是装配尺寸的地方，改为圆角过渡。参照《冲压模具及设备》P88表4-2，托板属于落料，交角≥90°，08F属于软钢，最小圆角半径为≥0.25t，所以交角处改为以R1过渡的圆角形式，如下图一所示。

图一
把更改过后的图一拿给用户和用户协商，经过用户经理以上人员同意将原托板零件图改为如图一所示。由用户经理以上人员签字盖公章注明时间，并在图一上注明，“同意按此图验收产品”
3.3托板零件的悬臂与凹槽：由用户提供的托板零件图可知，该零件不存在过长的悬臂与凹槽，因此该托板零件适合用冲压加工。
3.4小孔冲压：由用户提供的托板零件图可知，材料为08F且冲孔为圆形孔，根据《冲压模具及设备》 P28表2-3可知08F的抗剪强度，根据《冲压模具及设备》P88表4-3，可得钢，无导向凸模冲孔的最小圆形孔尺寸为1.3t，根据用户提供的零件图可得，因此该托板零件不存在小孔的冲压，所以该托板零件适合冲压加工。
3.5托板孔间距和孔边距：由用户提供的托板零件图可知，该托板零件只有一个孔，因此该产品不存在孔间距的问题，只存在孔边距的问题，根据《冲压模具及设备》P89公式C’≥(1.5`～2)t得，，所以该托板零件适合冲压加工。
4.托板零件的尺寸精度及表面粗糙度
4.1托板尺寸的精度：主要配合尺寸有，，和参考（GB/T1800.3—1998） 最高的尺寸精度为IT8～IT9级精度。参照《冲压模具及设备》P87“一般金属冲裁件所能达到的经济精度为IT14～IT11，高的也只能达到IT10～IT8。”而托板零件图的最高尺寸精度为IT8～IT9，所以用普通冲压加工的方法能满足。因此可以采用冲压加工方法加工。
4.2托板零件的表面粗糙度：参照《冲压模具及设备》P90“用普通冲裁方式冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度值Ra一般可达到3.2～12.5µm”而用户所给的托板零件图所要求的表面粗糙度为6.3µm，因此能满足表面粗糙度的要求，可以采用冲压加工。托板冲压图如下图所示。

二、托板冲压工艺流程分析与方案优化
让用户将更改过后的托板零件图，重新画一遍，画成冲压图，并注明按此图验收产品。（详情请见AutoCAD“托板冲压”图）
1. 工序类型的确定：由用户提供的托板冲压图，参照《冲压模具及设备》P2表1-1，该托板所需的基本工序为落料、冲孔两种。
2. 工序数量的确定：根据用户提供的托板冲压图、托板几何形状复杂程度、尺寸大小与尺寸精度、材料的冲压成型性能、模具强度、冲压工艺的稳定性等多方面因素综合考虑，工序数量定为2次。
3. 工序顺序的确定：根据用户提供的产品冲压图、零件尺寸精度、定位精度、表面粗糙度、冲压工艺、加工成本等因素综合考虑可得：不论是先冲孔后落料还是先落料后冲孔的顺序对于单工序模而言皆可，对于级进模而言先冲孔后落料的顺序更为经济合理。
4. 冲压工艺方案的分析与确定：
4.1方案的确定
方案一：先落料→后冲孔单工序模
方案二：先冲孔→后落料单工序模
方案三：落料、冲孔的复合模
方案四：落料+冲孔的级进模
4.2分析比较上述几种工艺方案
方案一：优点模具结构简单，成本低，制造周期短，投产快，操作方便，对工人技术要求较低，设备通用性好。缺点安装凸凹模之间间隙比较麻烦，冲裁件质量较差，操作不够安全；工序分散，各工序定位基准不一致且与设计基准不重合；需用模具，设备和操作人员相对较多，模具寿命低，劳动量较大生产效率低，冲件平整度差，不适合大批量、高精度零件的冲压。
方案二：具有方案一的所有特点，与方案一不同的地方只是工序顺序的不同，应是先冲孔后落料，因中间孔的精度要求较高，后续还需继续加工，因此对孔的精度无法保证。
方案三：结构紧凑，冲出的零件精度高可达IT10~IT8，工件平整。但结构比较复杂，成本高，制造难度大且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，使得一些内孔间距，内孔与边缘间距较小的工件不宜采用，操作出件困难，因此速度不宜太高，生产效率稍低，适合大批量加工，不安全，需要采取安全措施。
方案四：在同一副模具的不同位置同时完成两道或两道以上不同冲压工序的冲模。可以减少模具、设备操作人员的数量，可采用高速压力机冲压，生产效率高，易于实现自动化，适合大批量生产，安全性比较安全。模具的制造比单工序模复杂，成本也高，工件的定位精度有一定的难度，设备维修也较困难，冲件精度在IT13~IT10级，冲件不平整，要求质量较高时需较平。根据用户提供的托板冲压图纸可知，该零件的最高尺寸精度要求在IT8～IT9级精度之间，级进模冲出的产品尺寸精度无法满足图纸要求。需要进行精冲才能满足用户的要求。所以不论是从经济效益还是从产品本身质量上来分析，该方案不可行。
综上所述，该托板零件产量为大批量，综合考虑采用“方案三落料、冲孔的复合模”较为经济合理。

第二章 托板冲压工艺分析
一、托板冲压工艺的工艺计算
排样：是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样的是否合理将直接影响到材料的利用率、冲件的质量、生产效率、冲模结构与寿命。
1、按有无废料排样：分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。
1>有废料排样：冲件质量好，模具寿命高，但材料利用率低，长用于冲裁件形状复杂、尺寸精度要求较高的冲件。
2>少废料排样：冲件质量较有废料排样稍差，边缘毛刺易被凸模带入间隙也影响冲模寿命，但材料利用率较高、冲模结构简单、用于形状较规则、某些尺寸精度要求不高的冲件。
3>无废料排样：冲件质量和模具寿命更差一些，材料的利用率最高、冲件的形状必须规则对称、尺寸精度不高和贵重金属材料的冲件。
根据用户提供的托板冲压图可知该托板零件形状规则、结构简单、部分尺寸精度要求不是很高等原因综合考虑该托板零件采用少废料排样的方法排样。
2、排样分析
根据冲件在条料上的不同排列形式，又可分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多排及冲裁搭边等六种。参《冲压模具及设备》P105排样应遵循的原则“保证在最低的材料消耗和最高劳动生产率条件下得到符合技术要求的零件，同时要考虑方便生产操作，使冲模简单、寿命长，并适应车间生产条件和原材料供应”等原因综合考虑该托板零件采用直排的形式。
二、条料宽度的确定
1、当板料纵裁时排样分为竖排，横排
当板料横裁时排样分为竖排，横排
2、条料宽度的计算
2.1料边和搭边的确定：料边和搭边的大小将直接影响到材料的利用率。参《冲压模具及设备》P105确定定搭边料边为主要考虑的因素。根据用户提供的托板冲压图可得，采用初级定位（即挡料销和导料销且无侧压装置的方式），经了解得知该定位是人工送料，手工定位，操作者都是右手操作，因此导料销装在左侧（当操作者是左手操作时，导料销装在右侧）。
2.2条料宽度与裁板方案的确定：坯料形状为矩形，采用单排最为适宜。
2.2.1当板料纵裁竖排时：根据用户提供的托板冲压图,查《冲压模具及设备》P107表4-18得：在板料宽度方向上取 ，板料长度方向取 ； ；查 P108表4-19得
条料宽度
=
进距
板料的合理选择有利于降低产品的成本，提高经济效率，经过计算查《冲压模具及设备》P30表2-5得，板料的规格选择：
每板条料数：
每条条料的零件数：
每板的零件总数：
材料的利用率：

：一个冲裁件的面积（）
排样图如下图所示（纵裁竖排）：

2.2.2当板料纵裁横排时：
根据用户提供的托板冲压图,查《冲压模具及设备》P107表4-18得：在条料宽度上取；长度方向上取； 查表4-19得

=
进距
材料的合理选择有利于降低产品的成本，提高经济效率，经过计算查《冲压模具及设备》P30表2-5得，板料的规格选择：
每板条料数：
每条条料的零件数：
每板的零件总数：
材料的利用率：
排样图如下图所示（纵裁横排）：

2.2.3当板料横裁竖排时
根据用户提供的托板冲压图,查《冲压模具及设备》P107表4-18得：在条料宽度方向上取；在条料长度方向上取； 查表4-19得

=
进距
材料的合理选择有利于降低产品的成本，提高经济效率，经过计算查《冲压模具及设备》P30表2-5得，板料的规格选择
每板条料数
每条条料的零件数
每板的零件总数
材料的利用率：
排样图如下图所示（横裁竖排）：

2.2.4当板料横裁横排时
根据用户提供的托板冲压图,查《冲压模具及设备》P107表4-18得：在条料宽度方向上；在条料长度方向上； 查表4-19得

=
进距
材料的合理选择有利于降低产品的成本，提高经济效率，经过计算查《冲压模具及设备》P30表2-5得，板料的规格选择
每板条料数
每条条料的零件数
每板的零件总数
材料的利用率：
排样图如下图所示（横裁横排）：

由以上计算可知，横裁横排时材料的利用率最高。根据用户提供的托板零件图可知，该零件材料为08F塑性较好，为了降低成本提高经济效率，根据工厂实际生产环境、设备等原因综合考虑采用横裁横排的排样法较好。
三、托板零件的排样图（如下图所示）

·

第三章 冲压设备的选择
一、冲压力的计算
1、冲裁力

一般取K=1.3 查《冲压模具及设备》P28表2-3得08F的； ；

取F=153.05KN=153050N
2、卸料力、推件力与顶件力的计算
查《冲压模具及设备》P110表4-22当板料厚度为t=2mm时，得； ；
卸料力:
取
查表得，因为加工的零件为大批量，所以取
推件力

顶件力
二、压力机标称压力的确定

1、采用弹性卸料装置和下出料方式的冲压模时

2、采用弹性卸料装置和上出料方式的冲压模时

3、采用刚性卸料装置和下出料方式的冲模时

为了设备的安全等原因综合考虑取
得：

查《冲压模具及设备》P41表3-5得,选择开式双柱可倾式J23-35压力机
三、压力中心的确定
由用户提供的托板零件图可知，该托板零件上下左右对称，所以冲压力的中心位于上下左右对称中心的交点处。

第四章 托板冲压模具计算
一、模具凸、凹模之间间隙的确定
1、间隙对冲压件质量的影响：冲裁间隙是影响冲裁件质量的主要因素。
<1>、当间隙过小时，凸模刃口处的裂纹相对凹模刃口处的裂纹向外错开，上下裂纹不重合。这种断面两端呈光面，中部有带夹层（潜伏裂纹）的表面，塌角小、冲裁件的翘曲小，毛刺虽比合理间隙时高些但易去除，如中间夹层不是很深，仍可使用。
<2>、当间隙过大时，材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，易产生剪裂纹，塑件变形阶段过早结束，致使断面光面减小，毛面增大，塌角毛刺较大，冲裁件穹弯增大。同时上下裂纹不重合，凸模刃口处的裂纹相对凹模刃口处的裂纹向内错开了一段距离致使毛面斜角增大，断面质量不理想。
2、间隙对冲裁力的影响
查《冲压模具及设备》P91得：在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不是很大。对卸料力、顶件力、推件力的影响比较大。
3、间隙对冲工艺的影响
查《冲压模具及设备》P91得：间隙小，垂直冲裁力和侧向挤压力将增大，摩擦力也增大，光面变宽，摩擦距离增长，摩擦发热严重，使凸凹模刃口磨损加剧，甚至使模具与材料之间产生粘接现象，严重时还会崩刃。容易产生凹模胀裂。还易产生小凸模折断，凸、凹模互相啃刃等异常现象。
二、冲裁间隙的确定
1、理论确定法
t:材料的厚度
：产生裂纹时凸模挤入材料的深度
：产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度
：剪裂纹与垂线间的夹角
影响间隙值的主要因素是材料的性质和厚度。厚度愈大、塑性愈差的材料，其合理间隙值就愈大；厚度愈薄、塑性愈好的材料，其合理间隙就愈小。此法在实际生产中使用不方便，因此在生产中常采用经验法来确定间隙值的大小。
2、经验确定法
根据用户提供的冲压托板零件图可知托板零件材料为08F，查《冲压模具及设备》P93表4-10得；
选择模具间隙的原则：
<1>. 对于新模具间隙尽量取较小值（磨损问题），但不要取最小值。
<2>. 冲小孔而模具无导向导套（导向精度低）间隙值取较大值。
<3>. 凹模孔为锥形孔时其间隙比圆柱孔时的间隙值要小。
<4>. 采用弹性顶料(平直度高)时间隙要比下出料（平直度低，断面质量高）间隙大50%。
<5>. 高速冲压时要比常规冲压间隙小。
<6>. 用硬质合金材料制作的模具间隙要比普通材料制作的模具间隙大30%。
<7>. 非圆形零件比圆形零件间隙要大。
<8>. 冲孔模的间隙要比落料模的间隙大。
根据以上模具间隙选择的原则和用户提供的托板冲压图可知，该托板冲压件既存在落料又存在冲孔。可知在落料时，托板尺寸精度要求并不是很高，只是在冲孔时孔的尺寸精度要求比较高，为了提高模具的使用寿命及提高生产效率和降低成本等原因综合考虑，落料时间隙值取；冲孔时间隙值取
三 、模具刃口尺寸计算
1、 凸、凹模刃口尺寸计算的原则
<1>. 落料时以凹模尺寸为基准，应先设计凹模尺寸再设计凸模尺寸，间隙放在凸模上；冲孔时以凸模尺寸为基准，应先设计凸模尺寸再设计凹模尺寸，间隙放在凹模上。
<2>. 设计凹模尺寸时基本尺寸接近于冲压件对因尺寸的下限值，设计凸模时基本尺寸应接近于冲压件对应尺寸的上限值（磨损问题）。
<3>. 模具的制造精度应比对应冲压件尺寸精度高2～3级。
2、 凸、凹模刃口尺寸的计算方法
<1>. 凸、凹模分别加工：凸、凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证。优点：凸、凹模具有互换性，便于成批制造。受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，主要用于简单规则形状的冲件。
<2>. 凸、凹模配合制作：按设计图样加工好凸、凹模中其中一件作为基准件（一般落料时以凹模为基准件，冲孔时以凸模为基准件），在根据基准件的实际尺寸按间隙要求配作另一件。特点：模具间隙由配作保证，工艺简单，不比校核条件，可放大基准件的制造公差（一般可取冲件公差的1/4），制造容易，特别适用于冲裁薄板件和复杂形状件的冲模加工。
根据用户提供的托板冲压图等原因综合分析，该托板的凸、凹模采用配作的方法更为经济合理。
3、 凸、凹模刃口尺寸的计算
<1>落料时凹刃口尺寸的计算：落料时以凹模为基准，配作凸模。落料件的形状如下左图，右图为落料凹模刃口的轮廓线图，图中双点划线表示凹模磨损后尺寸的变化。
凹模刃口尺寸磨损后的变化增大：；查《互换性与技术测量》P32表2.9得
；
刃口尺寸计算公式为：

落料凸模刃口尺寸按凹模实际尺寸配作，保证双面间隙值。如下左图为凹模刃口尺寸，右为配作凸模刃口尺寸。

<2>冲孔时刃口尺寸的计算：冲孔时以凸模为基准，配作凹模。该冲孔件的形状如下左图所示，右图为冲孔凸模刃口的轮廓图，图中双点划线表示凸模磨损后尺寸的变化情况。

凸模磨损后的尺寸变化：
刃口尺寸计算公式：

冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸配作，保证双面间隙值。如下左图为凸模刃口尺寸，右为配作凹模刃口尺寸。

四 、模具闭合高度计算
查《冲压模具及设备》P41表3-5开式双柱可倾式J23-35压力机得：
；

：压力机最大封闭高度
：压力机最小封闭高度
：压力机工作垫板厚度
：压力机最大装模高度
：压力机最小装模高度
：模具的闭合高度
五 、弹簧的选用与计算
1、 弹簧的选择原则
<1>. 为保证卸料正常工作，在非工作状态下，弹簧应该预压，其预压力应大于等于单个弹簧的卸料力

：弹簧的预压力(N) ：卸料力(N) ：弹簧数量
<2>. 弹簧的极限压缩量应大于或等于弹簧工作时的总压缩量
：弹簧的极限压缩量（mm）
：弹簧工作时的总压缩量（mm）
：弹簧在预压力作用下产生的预压量（mm）
：卸料板的工作行程（mm）
：凸模或凸凹模的刃磨量（mm），通常取
；取
<3>. 选用的弹簧能够合理的布置在模具的相应空间
2、 卸料弹簧的选用
<1>. 根据卸料力和模具的安装弹簧的空间大小，初定弹簧数量n=4，

<2>. 根据预压力和模具结构预选弹簧规格，选时应使弹簧的极限工作压力大于预压力，初选时一般取

查《冲压手册》P555表10-1并考虑到模具结构尺寸，初选弹簧参数为：；；；；；；；
规格标记为：
<3>. 计算预选弹簧在预压力下的预压量：

<4>. 校核弹簧的极限压缩量是否大于实际工作的总压缩量，即

顾所选弹簧符合要求。
<5>. 弹簧的安装高度

弹簧规格为：

第五章 主要零部件的设计与选用
一、工作零件的设计与选用
1、 凸模
1.1、 凸模的结构形式与固定方法
凸模结构可分为整体式(包括阶梯式和直通式)、护套式和镶拼式。跟据用户提供的图纸，凸模的加工与固定等原因综合分析，选择整体阶梯式的凸模结构。整体式凸模按形状以及尺寸大小又分为：圆形凸模、非圆形凸模和冲小孔凸模。根据用户提供的图纸可知，该托板零件冲孔的形状规则且为圆形也不存在小孔的冲压，因此也就不存在非圆形的凸模和冲小孔的凸模。所以选择圆形凸模。
根据上述分析得知，冲孔凸模刃口部分为圆形，为便于凸模和固定板的加工，可将凸模设计成阶梯结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，凸模的固定形式采用台肩式固定的形式（参《冲压模具及设备》P134图4-52b所示）。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用CrWMn，工作部分热处理淬硬58～62HRC。
1.2、 凸模长度的计算
凸模的长度尺寸应根据模具的具体结构，凸模的额定修磨量及固定板与卸料板之间的安全距离等因素来确定。
当采用固定卸料时，凸模长度:
当采用弹性卸料时，凸模长度:
：凸模的长度
：凸模固定板的厚度
：卸料板的厚度
：导料板的厚度
:卸料弹性元件的安装高度，即卸料弹性元件预压
后的高度
：附加长度，一般取
1.3、凸模的强度与刚度校核
参《冲压模具及设备》P136“一般情况下凸模的强度和刚度是足够的，没必要进行校核”根据用户提供的托板冲压图可知，该托板零件并不存在凸模的截面尺寸很小和板料较厚的情况。所以没有必要校核凸模的强度和刚度。
1.4、凸模最大自由长度的校核（刚度校核）
参《冲压模具及设备》P136表4-26，凸模最大自由长度L应满足：

F=153.05KN

由此可知，冲孔凸模工作部分长度不能超过23mm。查《冲压手册》P628表10-51得：

2、 凹模
2.1、凹模的外形结构与固定方法
凹模采用矩形板状结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定形式。一般螺孔与销孔间、螺孔或销孔间与凹模刃口间的距离取大于两倍孔径值。最小值可参照《冲压设备及手册》P137表4-27.
2.2、凹模刃口结构形式及主要参数
因冲件的批量大，考虑到落料凹模的磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用《冲压设备及手册》P138表4-28序号2所示：直筒形刃口，刃口高度取6mm，漏料部分沿刃口轮廓单边扩大斜角为。
2.3、凹模轮廓尺寸的确定：L×B×H（长×宽×高）
根据用户提供的托板冲压突可知，参照《冲压设备及手册》P139该凹模刃口结构简单对称，压力中心即为凹模刃口对称中心，所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定。
沿送料方向的凹模型孔壁间最大距离为：

垂直于送料方向的凹模型孔壁间最大距离为：

沿送料方向的凹模长度为：

：凹模壁厚，主要考虑布置螺孔与销孔的需要，同时也要保证凹模的强度和刚度，参《冲压模具与设备》P140表4-29得,取

沿垂直送料方向的凹模宽度为：

凹模厚度为：
凹模厚度主要从螺钉旋入深度和凹模刚度的需要考虑的，一般不应小于8mm，随着凹模板平面尺寸的增大，其厚度也相应的增大。

：冲裁力N
：凹模材料修正系数，合金工具钢取,碳素工具钢取
：凹模刃口周边长度修正系数，参《冲压模具与设备》P140表4-30得

根据算得的凹模轮廓尺寸：；查《冲压手册》P590选取与计算值相接近的标准凹模轮廓尺寸为
3、 凸凹模（凸凹模最小壁厚）
参《冲压模具与设备》P141表4-31得倒装时复合模的最小壁厚为：。

二、定位零件的设计与选用
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。
用于对条料进行定位的定位零件有挡料销、导料销、导料板、侧压装置、导正销、侧刃等。用于工序件定位的定位零件有定位销、定位板。
1、 挡料销
挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离。根据其工作特点以及作用可分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。
根据用户提供的托板冲压图综合考虑分析选用活动挡料销。设置在位于下模的卸料板上。查《冲压手册》P640表10-59得：
2、 导料销
导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进。一般设置两个。
根据用户提供的托板冲压图及工人操作习惯等，将导料销设置在用料方向的左侧。查《冲压手册》P642表10-60得： 45号钢GB699-88。热处理：硬度HRC43～48。
三、卸料与出件装置
卸料与出件装置的作用是使冲模完成一次冲压后，把冲件或废料从模具工作零件上卸下来，以便冲压工作继续进行。常把冲件或废料从凸模上卸下成为卸料，把冲件或废料从凹模中卸下成为出件。
1、 卸料装置
根据用户提供的托板冲压图等原因综合考虑分析采用弹性卸料装置。
弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板尺寸。取卸料板的厚度为：
卸料板尺寸为：
卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚确定，一般取0.1～0.3mm。但其间隙应比凸、凹模间隙小，取间隙为0.2mm。为便于卸料可靠，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口端面0.3～0.5mm取0.4mm。
卸料板采用矩形，螺钉个数取4个，其卸料螺钉的直径根据大小选择8～12mm，取卸料螺钉的直径为10mm。各卸料螺钉的长短应一致。
即卸料板尺寸：，卸料板与凸模之间的双边间隙为0.2mm。

2、 出件装置
根据用户提供的托板冲压图等原因综合分析选择推件装置中的刚性推件装置。
四、模架及其零件
1、 模架
模架是上下模座与导向零件的组合体。根据冲件形状、尺寸、精度、模具种类及条料送进方向等原因考虑选用滑动导向模架中的后侧导柱模架。滑动导向模架中导柱与导套通过小间隙或无间隙滑动配合，因导柱、导套的结构简单，加工与装配也很方便。查《冲压资料》P588。
2、导向零件
根据用户提供的托板冲压图可知，该托板冲压件属于大批量生产，且公差等级要求也较高。对于大批量、公差要求较高的冲件，为保证模具有较高的精度和寿命，一般都需采用导向零件对上、下模进行导向，以保证上模相对于下模的正确运动。跟据踪和原因分析选择A型导柱结构较简单。
导柱与导套的配合：
导套与模座为过盈配合：
衬套在与模座为过渡配合：
3、 上、下模座
上、下模座的作用是直接或间接的安装冲模的所有的零件，并分别与压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。
查《冲压手册》P588表10-30得：
上模座：
下模座：
导柱：
导套：
模架材料为:GB2851.3-81.HT200
五、其他支承与固定零件
1、模柄
模柄的作用是把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。
根据模具的大小、上模结构、模架类型及精度等考虑选择凸缘式B型模柄。用4个螺钉固定在上模座较厚的窝孔内，模柄的凸缘与上模座窝孔以配合。
根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。
一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小5～10mm。
查《冲压手册》P623表10-49凸缘模柄（）得：
固定螺钉为：查《冲压手册》P587得内六角螺钉为M10。
2、 凸模固定板与垫板
2.1、凸模固定板
凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。外形为矩形或圆形，外形尺寸与凹模一致，厚度取凹模厚度的60%～80%。固定板与凸模或凸凹模为或配合，压装后应将凸模端面与固定板一起磨平。
凸模固定板尺寸为：厚度为24mm
2.2、垫板
垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，防止模座被挤压损伤。当凸模或凹模与模座接触的端面上产生的单位压力超过模座材料的许用挤压力时，就应在与模座的接触面之间加上一块淬硬的垫板，否则可不加。
垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度可取3～10mm。
六、紧固件
冲模中用的紧固件螺钉和销钉，其中螺钉起连接固定作用，销钉起定位作用。螺钉采用内六角螺钉，销钉采用圆柱销。
螺钉与销钉的选择原则：
1） 同一组合中，螺钉的数量一般不少于3个（被连接件为圆形时用3～6个，为矩形时为4～8个），尽量沿被连接件的外缘均匀布置。销钉的数量为2个，尽量远距离错开，以保证定位的可靠。
2） 螺钉和销钉的规格根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定。销钉的公称直径可取与螺钉大径相同或小一个规格。螺钉的旋入深度和销钉的配合深度都不能太浅或太深，一般可取其公称直径的倍。参《冲压模具及设备》P161表4-36取螺钉规格为：M10 销钉规格为： 查胡家绣主编《简明机械零件设计使用手册》P176表6—6得销钉规格为：
3） 螺钉之间、销钉与螺钉之间的距离，螺钉、销钉距凹模刃口及外边缘的距离，均不应过小，以防降低模板强度。最小距离参《冲压模具及设备》P137表4-27得：；；；
4） 各被联接件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉与销孔之间采用或配合。
七、冲模的标准组合
选用复合模典型组合。

第六章 冲模工作零件的材料选用及热处理要求
根据《冲压模具及设备》表9-3和9-4得：
凸模：材料Cr12MoV,工作部分热处理淬硬58～62HRC。
凹模：材料Cr12MoV，工作部分热处理淬硬58～62HRC
上、下模座：HT200,无热处理
导柱、导套：20；渗碳深0.5～0.8mm淬火回火，硬度60～62HRC
凸凹模固定板：Q275
卸料板：Q275
导料销：45 淬火回火43~48HRC
挡料销：45 淬火回火43~48HRC
垫板：T8A淬火回火54~58HRC
螺钉：45 头部淬火回火43～48HRC
销钉：45 淬火回火43～48HRC
推杆：45 淬火回火43~48HRC
弹簧：材料60Si2MnA，热处理硬度为HRC43～48，规格为： GB2089-80

第七章 模具使用维护说明书
一、模具安装
1. 模具安装在型号为JC23-35，最大闭合高度280mm的开式双柱可顷压力机。
2. 安装前，检查压力机上的上下模具安装表面的干净，并检查有无在修模后遗留物防止正常安装和意外事故的发生。
3. 安装时，根据模具闭合高度的调整压力机滑块的高度，使滑块在上止点时使其底面与工作台之间规定位置，将滑块再将于下止点，然后调节滑块的高度，使其模柄进入模柄孔，并通过滑块上的压块与螺钉将模柄固定。
4. 安装完后，将压力机滑块上调3～5mm，开动压力机，空行程1-2次将滑块停于下止点，固定下模座。再进行试冲，逐步调整滑块所需的高度。将压力机上的卸料板调到需要的位置。
二 、模具的工作过程
1. 压力机滑块上升后，模具打开，把条料从总装图中所示位置（正面）送入利用导料销与挡料销进行定位，定位确定后松开压力机离合，滑块下行模具开始工作即完成复合模中的冲孔落料，第一次工序冲孔，冲出10mm的孔，滑块继续下行，落料出所需制件，然后滑块上行推杆推动推件块推出制件。到一定行程，料卸下后走一个步距32.2mm，以导料销与定位销定位再重复上述动作完成冲裁成型。再以上次的废料边在导料板和导料销重新定位，准备下次冲裁。
三 、模具的维护
1. 按总装图纸正确装配模具，并保证模具结构（见装配图所示。）
2. 按设计说明书中所选的压力机（J23-35：350KN，最大闭合高度280的开式双柱可顷压力机）安装模具在工作台面上，并正确安装模具，保证模具中心与压力机的中心重合。
3. 打开模具确认模具型面无异物，确定挡料销，导料销位置正确。
4. 确定模具导料部分无异物。
5. 打开压力机，空合模数次，保证能正确运动和定位。
6. 按模具设计参数调试模具并生产。
7. 模具使用过程中操作人员应该站在模具前端两侧。
8. 模具使用时应该经常检查模具的工作台面和工作刃口，清除材料的积瘤，排除在不正确使用过程中的废料。以免发生废料胀模，导致模具开裂。
9. 模具在使用过程中发生异常声音应立即停止工作，由现场的模修工检查并排除故障。
10. 模具应该在存放状态装卸。
11. 请客户严格按照上述程序使用模具，严禁人体或异物在模具工作区间内，否则会造成人体伤害和模具损坏。
12. 模具每次使用后应保养型面，型面应清除材料积瘤。
13. 存放前清洁模具，涂油后方可合模存放。
14. 模具应该放在木方上，并保证摆放不倾斜，以保证导柱导套正确配合。
15. 建议客户每生产3000到5000件后，按12条保养模具以及延长使用寿命。
总结
通过此次课题设计使我更加了解冲压模在加工实际中的运用是非常广泛的，以及它在机械加工行业的重要地位是不可忽视的。
在老师的带领和同学的指导下，从2011年11月至2012年2月，我们历时几个月的时间，巩固了前期所学的专业知识如：《机械制图》、《互换性与技术测量》、《冲压模具及设备》等多门课程。脚踏实地的从分析图纸入手到模具的设计与装配图绘制的结束。
虽然有老师的带领和同学的指导，但在设计中也遇到了诸多的问题。如查阅资料的能力相对较差无法快速准确的捕捉到有用的信息；模具设计考虑的问题不全面等，也正因为有这些问题的出现，促使我更加努力的去学习。在此对帮助过我的老师同学真诚的说声谢谢！

参考文献
1、 徐政坤主编.《冲压模具及设备》.北京.机械工业出版社.2005
2、 屈波主编.《互换性与技术测量》.西安.西安电子科技大学出版社.2007
3、 王新华主编.《冲模结构图册》.北京. 机械工业出版社.2004
4、 王孝培主编.《冲压手册》.第二版.北京. 机械工业出版社.2000.10
5、 胡家绣主编《简明机械零件设计手册》。机械工业出版社。1999.10（2010.6重印）