学士学位论文--机芯自停连杆冲压模具设计.doc

福建农林大学福建农林大学 毕 业 设 计题 目 机芯自停连杆的冲压模具设计 系别 机电系 专业 模具设计与制造 班级 姓名 学号 指导教师 日期 31设计任务书设计题目：机芯自停连杆的冲压模具设计设计要求：1.自停连杆工艺性分析及冲裁方案的确定；2.有关计算及模具设计；3.模具制造工艺编制与装配。设计进度：第一周: 收集资料第二周: 主要设计计算第三周：结构设计第四周：模具的整体设计第五周：撰写论文第六周：校核、修改、提交论文第七周：论文答辩 指导教师（签名）： 31福建农林大学摘 要我本次设计的零件为录音机机芯自停连杆。此工件采用的材料钢10及厚度0.8mm保证了足够的强度和刚度,该零件外形复杂，工序烦琐,故设计成级进模进行冲裁，在冲裁中对小凸模进行保护。合理排样、减小废料。材料为优质碳素钢,采用冲压加工经济性良好。首先对零件进行了工艺性分析，然后选级进模作为该副模具的工艺生产方案，经过计算分析完成该模具的主要设计计算，凸、凹模工作部分的设计计算，还有主要零部件的结构设计，。完成一系列的计算后，画出总装图、凸凹模配合图等设计模具必备的图纸。完成模具设计的大部分程序。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。关键词：模具, 落料 ,冲孔 ,弯曲 ,设计目 录摘 要II1 冲压工艺分析11.1工件分析11.2 材料21.3结构形状21.4尺寸精度22 模具的技术要求及材料选用42.1模具的技术要求42.2 模具材料的选用及要求43 确定工艺方案及模具形式64 模具结构设计75 冲裁的工艺计算85.1排样设计与计算85.2计算冲压力105.3 计算压力中心135.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差136 主要零部件设计206.1 浮料装置206.2 导正销206.3 冲裁凸模、凹模206.4 小凸包236.5 弯曲凸模、凹模247 模具闭合高度的计算258 模具总装图269 压力设备的选定28致 谢30参考文献311 冲压工艺分析1.1工件分析工件名称：机芯自停连杆生产批量：大批大量材料：钢10，厚0.8mm工件简图：如图1.1所示 图1.1 零件图1.2 材料冲压工艺对材料的基本要求主要是：（1） 对冲压成形性能的要求为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形性能。而冲压成形性能与材料的机械性能密切相关，通常要求材料应具有：良好的塑性，屈强比小，弹性模量高，板厚方向性系大，板平面方向性系数小。（2） 对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。对表面质量的要求材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量好（3） 常用冲压材料冲压用材料的形状有各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压，对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料（又称卷料）有各种规格的宽度，展开长度可达几千米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也是做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。 总上所述，冲压材料我选择钢10作为冲压件的材料。钢10为优质碳素钢，碳的质量分数很低，塑性好，有较好的冲压、弯曲性能由冲压模具设计与制造表1.3.6取抗剪强度，抗拉强度，屈服点， 断面收缩率1.3结构形状该工件结构复杂，所要冲裁的孔直径仅2.8mm，包括三处朝向不同方向的弯曲和三个加工难度高的小凸包。1.4尺寸精度该工件未表注公差的尺寸，根据工件的使用性能，可按IT6级制造。 2 模具的技术要求及材料选用2.1模具的技术要求利用模具生产制品零件，其模具质量的好坏，寿命的长短，直接关系到产品制造精度、性能和成本。是提高劳动生产率、降低消耗、创造效益，尽快使产品占领市场的重要性条件。而模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率很大程度上取决于设计时对模具材料的选用、热处理工艺要求、模具零件配合精度及公差等级的选择和表面质量要求。2.2 模具材料的选用及要求2.2.1冷冲模材料应具有的性能冷冲模包括冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模和冷挤压模等。冷冲模在工作中承受冲击、拉深、压缩弯曲、疲劳磨擦等机械的作用。模具常常发生脆断、堆塌、磨损、啃伤和软化等形成的失效。因此，作为冷冲模主要材料的钢材，应具有的性能。（1）应具有较高的变形抗力：主要抗力指标包括淬火、回火抗压强度、弯强度等。其中硬度是模具注意重要的抗力指标，高的硬度是保持模具耐磨性的必要条件。工作零件热处理后的硬度在60HRC强度和抗弯强度才能保证模具具有较高的变形能力。（2）应具有较高的断裂抗主要抗力指标有材料的抗冲击性能抗压强度、抗弯强度 断裂抗力和冲击载荷下抵抗模具裂纹产生一个特性，也是作为防止断裂的一个重要依据。其基体中碳含量越高冲击韧性越高。故对韧性的要求应依据载荷较大的冷冲镦及剪切模易受偏心弯曲载荷细长凸模或有应力集中的模具，都需要有较高的韧性（3）应具有较高的耐磨性和抗疲劳性能：对于在一定条件下工作的模具钢，为了提高耐磨性，需要在硬度高的基体上均匀分布有大量细小硬的碳化物 相同硬度下，提高钢的性能是模具在交变应力条件下产生的疲劳破坏，如模具长期使用有刮痕凹槽等（4）应具有较好的冷、热加工工艺性：钢材的加工性能包括可锻性、可加工性、淬透性、淬硬性较小的脱碳敏感性和较小变形倾向等，以方便模具的加工，易于成形及防止热处理后变形等。2.2.2材料的选择原则（1）要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料：要选择满足模具零件工作要求的最佳综合性能的材料（2）要针对模具失效形式选用钢材：钢材的失效是影响模具寿命的主要因素包括：1）为防模具开裂，要选用韧性好的材料2）为防磨损，应选用合金元素高的材料3）对于大型冲模应选用淬透性好的材料4）为保持钢材硬度能力，要选用耐回火性高的含铬、钼合金钢5）为防热处理变形，对于形杂的零件应选用含碳量高、淬透性好的高合金材料.（3）要根据制品批量大小，以最低的成本的选材原则选用:对于需冲压数量较多模具，一般采用优质合金钢，而数量少的则采用碳素钢，以降低成本。（4）要根据冲模零件的作用选择：凸、凹模具应选用优质的钢材制作，对于数量不多或厚度不大的可采用有色金属或黑色金属。而对于支撑板、卸料零件、导向件应选用一般钢材。（5）要根据冲模精密程度选用：在制造小型精密模具而又复杂时可选用优质合金钢制作，而对于比较简单，形状、精度有要求不高的模具应选用比较便宜的碳钢或低合金钢。综上所述，此模具采用合金工具钢为模具材料。该合金钢具有较好的耐磨性，较好的淬火不变形性，较好的红硬性，较小的脱碳敏感性，较深的淬硬深度，但它的切削加工性较差，耐冲击性也较差。基本能满足此模具的冲裁。此模具的弯曲部分也采用这种材料。凸模的热处理硬度为5862HRC，凹模的热处理硬度为6264HRC。3 确定工艺方案及模具形式此工件的工序包括冲孔，落料、弯曲三步，参考下表选择模具如下表3.1所示表3.1 三种模具特点比较 模具种类比较项目单工序模复合模连续模冲件精度较低高一般生产效率较低较高高生产批量适合大、中、小批量适合大批量适合大批量模具复杂程度较易较复杂复杂模具成本较低较高高模具制作精度较低较高高模具制造周期较快较长长模具外形尺寸较小中等较大冲压设备能力较小中等较大工作条件一般较好好此工件是录音机机芯中的零件。工件形状较复杂，要求精度较高。有a、b、c三处弯曲，工件上还有3个小凸包。主要工序有冲孔、冲裁、成形、弯曲。若采用单工序模，如果采用单工序模生产则需要三副模具生产成本高，加工效率低，需要的工人数量多，工厂占地面积大不符合零件的加工要求。况且该工件工序很多，工件小，手工操作，定位难以达到精度，质量难以保证，且生产效率低。又因工件最窄处的尺寸仅1mm，不能满足复合模中凸凹模的最小壁厚8.5mm 的要求，所以此工件不宜采用复合模的要求；又分析工件属于定型产品中的零件，批量生产。故综合考虑此工件模具采用浮顶器导向，导正销定位，卸料板卸料自然漏料的多工位级进制造。4 模具结构设计板料采用自动送料装置送进，用导正销进行精确定位，在第一工位冲出导正销孔后，第二至第五工位均设置导正销导正，从根本上保证了工件冲压加工精度的稳定性。模具装配图如图6所示。板料依靠在模具两端设置的局部导尺导向，中间部位采用导向槽浮顶器导向。由于工件有弯曲工序，每次冲压后板料需抬起，导向槽浮顶器具有导向和浮顶的双重作用。如图6俯视图所示，在上侧装有5个，在第三工位，E区已被切除，边缘无板料，因此在下侧只能装3个导向槽浮顶器。在第四、五工位的下侧是具有弯曲工序的部位，为了使板料在冲压过程中能可靠的浮起，在图示部位设置了弹性浮顶器。为了防止浮顶器钩住带料上的孔而引起送料不畅，保证送料稳定，共设置3个弹性浮顶器，模具采用滑动对角导柱模架。上模部分由卸尺、凸模固定板、垫板和各个凸模组成。为了保护细小凸模，装有4个16mm的小导柱，导柱由凸模固定板固定，与卸料板、凹模板成动配合，其双面配合间隙不大于0.025mm，这样可以提高模具的精度与刚度。 模具下模部分由凹模和垫板及导尺、弹顶器等组成，凹模采用整体凹模结构。5 冲裁的工艺计算5.1排样设计与计算5.1.1选择排样方法设计级进模时，首先要考虑条料的排样图。本工件的形状是两头小中间大，直接排样时材料利用率低，应采用斜队排样示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料，常用的排样方法有三种：（1）.有废料排样：指沿工件全部外形冲裁，工件与工件、工件与条料边缘都留有搭边，此种排样的缺点是材料利用率低，但有了搭边就能保证冲裁件的质量，模具寿命也高；（2）.少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只有局部搭边的在；（3）.无废料排样：指工件与工件之间及工件与条料侧边之间均无搭边的存在，模具刃口沿条料顺序切下，直接获得工件。少废料、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高，但这两种排样可以节省材料，还具有简化模具结构、降低冲裁力和提高生产率等优点。并且工件须具有一定的形状才能采用少、无废料排样。上述三类排样方法，按工件的外形特征主要分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排、多行排等形式。根据本零件的特点，适合采用有废料直排的方式,这样不仅使冲出的零件达到要求，有可以尽可能大的提高材料的利用率。5.1.2确定搭边值查表5.1得最小搭边值：a=1.0mm a1=1.2mm表5.1 最小搭边值表条料厚度t/mm搭边值/mm圆形工件矩形件矩形件 L50aa1aa1a a1-0.251.21.01.51.21.8-2.61.5-2.50.25-0.51.00.81.21.01.5-2.51.2-2.20.5-1.00.81.01.01.21.8-2.61.5-2.51.0-1.51.31.21.51.22.2-3.21.8-2.81.5-2.01.51.31.81.52.4-3.42.03.0本模具采用无侧压装置，条料与导料板间间隙最小值为1mm。5.1.3计算送料步距与条料宽度条料宽度B：其中 垂直送料方向上零件尺寸条料与条料板间间隙条料宽度公差值 有公式得： =19mm 冲压材料使用钢带卷料，材料厚度0.8mm。采用自动送料器送料如该工件采用的排样方式如图2所示，共有6个工位。 第一工位：冲导正销孔；冲2.8mm圆孔；冲K区1mm5mm的窄长孔；冲T区的T形孔。 第二工位：冲工件右侧M区外形；连同下一工位冲裁E区的外形 第三工位：冲工件左侧N区外形 第四工位：工件A部分向上5mm弯曲，冲4个小凸包。 第五工位：工件B部分向下4.8mm弯曲。 第六工位：工件C部分向下7.7mm弯曲；F区连体冲裁，废料从孔中漏出，工件脱离载体，从模具左侧滑出。 工件的外形是分5次冲裁完成的。若把工件分为头部、尾部和中部，尾部的冲裁是分左、右两次进行的，如果一次冲出尾部外形，凹模中间部位将处于悬臂状态，容易损坏；工件头部的冲裁是分两次完成的，第一次是头部位的T形槽，第二次是E区的连体冲裁，如果和E区的冲裁合并，其凹模的强度不好；工件中部的冲裁兼有工件切断分离的作用。5.1.4画排样图如下图5.1所示图5.1 排样图5.2计算冲压力5.2.1冲裁力 模具共有8个冲裁区，冲裁力由下式计算，各冲裁区只是冲裁线的长度不同，材料剪切强度极限，板料厚度t=0.8mm，用上式可分别计算出各冲裁区的冲裁线长度和冲裁力，见下表5.2：表5.2 冲裁力计算表部位LmmFN2个导正钉孔 3.2mm208000 2.8mm孔8.83520K区1mm5mm槽124800M区冲裁2610400N区冲裁249600连体外形E区11646400连体外形F区11947600T区、T形孔124800总计1351205.2.3 弯曲力 三个部位的弯曲均属于自由弯曲，弯曲力用下式计算，式中安全因数K=1.3，圆角半径r=0.1t=0.08mm，屈服极限，式中只有板料宽度b不同，a、b、c三个部位的宽度分别是1.5mm，3mm，5mm，由上式可计算出a、b、c三个部位的弯曲力，分别为204N、408N、680N，弯曲力总和为1292N。5.2.4冲凸包力 由下式计算，式中L是凸包的周长，因数K取1.3，所计算出的F是沿周长将板料冲达屈服点所需的力。本模具的凸包很小，取=240Mpa，由上式计算出单个凸包冲压力为784N，则3个凸包总压力为2352N。以上三项冲压力的总合为： 5.2.5 卸料力、推件力及顶件力的计算卸料力、推件力和顶件力是有压力机和模具卸料力装置或顶件力装置传递的。在选择设备的公称压力时，应分别予以考虑。影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能、材料厚度、模具洞口的结构、搭边大小、润滑情况、制件的形状和尺寸等。所以要准确的计算这些力是困难的，此模具根据生产中常用经验公式计算如下：卸料力 推件力 顶件力 式中：冲裁力 、卸料力、推件力、顶件力，其系数见下表5.3同时卡在凹模内的冲件数（或废料数）计算如下 此式中，凹模具洞口的直刃壁高度板料厚度表5.3 卸料力、推件力、顶件力系数表料厚tmmKXKTKD钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.630.080.52.50.040.050.550.062.56.50.030.040.450.056.50.020.030.250.03铝 、铝合金0.0250.080.030.07纯铜、黄铜0.020.060.030.09卸料力和推件力是选择卸料装置和顶件装置的弹性元件的依据，在计算冲裁所需要的总冲压力时，应根据模具结构的具体情况考虑卸料力和推件力的影响。当采用刚性卸料和下出件的模具（如刚性卸料的单工序模或级进模等）时：当采用弹压卸料和下出件的模具（如弹压卸料的单工序模、级进模或上模刚性推料的倒装复合模等）时： 用倒装复合模冲裁时，与落料有关，与冲孔有关。 当采用弹压卸料和上出件的模具（如上模弹压卸料、下模弹顶出件的单工序模或上模刚性推料的正装复合模或级进模等）时： 此时，与落料有关，单工序模的与落料力有关，正装复合模中与冲孔力及落料力都有关。而本零件则采用弹压卸料和上出件的模具，所以：5.3 计算压力中心 用前述公式，可计算出压力中心位于冲导正销孔左边43.76mm处。根据模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应及模具的闭合高度应与压力机的装模高度或相适应的原则初选开式双柱可倾压力机 J2316 ，最大闭合高度220 mm 。5.4 计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差5.4.1 冲裁间隙的确定此模具采用经验确定法来确定冲裁间隙值。根据研究与实际生产经验，间隙值可按要求分类查表确定。此工件对尺寸精度，断面质量要求较高，故选用较小的间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。查表下表5.4表5.4 冲裁模初始双面间隙值Z材料厚度t/mm08、10、3509M2、Q235Q34540、5065MnZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZmin小于0.5极小间隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1160.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.1800.1200.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380 取此工件的冲裁模初始双面间隙值=0.056, 则，5.4.2 凸模与凹模刃口尺寸的确定按凸模与凹模图样分别加工法计算取凸凹模的制造公差为即 即 表5.5 磨损系数表材料厚度t/mm非圆形x值圆形x值10.750.50.750.5工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.490.5040.300.210.590.600.300.30根据零件厚度查磨损系数表6取此工件的x磨损系数为1。（1）落料刃口尺寸的计算冲裁凸凹模分别按IT6级制造。 该工件要冲裁的工件尺寸为， 根据计算原则，落料时以凹模为设计基准，由公式对于K 区1mm5mm的槽 对于M区冲裁 对于N区冲裁 对于连体E区冲裁 对于连体F区冲裁 对于T区T形孔 上述试中 . 落料凹凸模尺寸 落料件最大极限尺寸 磨损系数 校核 即 0.0096+0.00640.072-0.0180.0160.018 满足间隙公差条件（2）冲孔刃口尺寸的计算冲裁凸凹模也按IT4级制造.该工件冲孔尺寸为, ，根据计算原则，冲孔时以凹模为设计基准，由公式对于两个导正销钉孔 对于mm孔 上述试中 , 冲孔凸凹模尺寸 冲孔件孔的最小极限尺寸 磨损系数校核 即 满足间隙公差条件5.4.3 凸模的结构形式及凸模长度计算由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。本模具的截面形式有圆形和非圆形两种，刃口形状有斜刃和平刃两种，结构为整体式。凸模形式非圆形凸模和冲小孔凸模两种。在设计制造中，对小孔凸模采用提高模架刚度和精度、取较大的卸料力、较大的冲裁间隙、保证凸凹模间隙均匀性并减小工作表面粗糙度的措施来保护小凸模。凸模长度计算如下参考冲压模具图册冷冲模组合选用表查得凸模固定板厚度 L为18 mm卸料板厚度h为16mm ,按下式 式中 凸模长度 凸模固定板厚度 卸料板厚度 材料厚度 增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，取15 mm5.4.4 凹模的结构形式及凹模尺寸计算冲裁时凹模承受冲裁力和侧向挤压力的作用。由于凹模结构形式及固定方法不同，受力情况有比较复杂，目前还不能用理论的方法确定凹模轮廓尺寸。根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸，按经验公式确定如下：凹模高度 凹模壁厚 式中 凹模刃口的最大尺寸,取连体F区冲裁冲裁凹模的刃口长度 系数，考虑板料厚度的影响查因数K的数值表5.6表5.6 因数K的数值料厚0.51230.30.350.420.500.600.20.220.280.350.420.150.180.200.240.300.100.120.150.180.22 6 主要零部件设计 6.1 浮料装置 浮料装置由8个导向槽浮顶器和3个弹性浮顶器组成，其结构参看总装配图。浮顶器与凹模板为间隙配合，浮顶的弹力大小由装在下模座内的螺塞调节。板料共有三个部位的弯曲，a部位的弯曲是向上的弯曲，弯曲后并不影响板料在凹模上的运动，但是弯曲的凹模却高出凹模板3mm，如果板料不处于浮起状态，将影响送进；b部位的向下弯曲高度为4.8mm，弯曲后凹模开有槽作为它的送进通道，对板料浮起没有要求；c部位弯曲后已脱离载体。考虑以上各因素后，只有a部位的弯曲后凹模影响运行，因而将浮起高度定为3.5mm。弹性浮顶器在自由状态下高出凹模板3.5mm，导向槽浮顶器在自由状态下，其槽的下平面高出凹模板3.5mm，两种浮顶器浮板的位置处于同一平面上。 6.2 导正销 使用导正销的目的是消除送进导向和送料定距或定位板等粗定位的误差。冲裁中，导正销先进入已冲孔中，导正条料位置，保证孔与外形相对位置公差的要求。级进模常采用导正销与挡料销配合使用进行定位，挡料销只起粗定位作用，导正销进行精定位。为使导正销工作可靠，避免折断，导正销的直径一般应大于2mm .孔径小与2mm 的孔不宜用导正销导正，但可另冲直径大于2mm 工艺孔进行导正。导正销的头部有圆锥形的导入部分和圆柱形的导正部分组成。导正销的基本尺寸可按下式计算 式中 导正销的基本尺寸 冲孔凸模直径 导正销与冲孔凸模直径的差值即，导正销 导正销工作部位直径为3mm，导正销制造偏差为（按81制造），导正销共设8个，直接装在卸料板上。制造卸料板时，导正销的位置偏差不应大于0.005mm。 6.3 冲裁凸模、凹模 由排样图可看出，冲裁部位共有6个，其中属于外形冲裁的部位有5个，为避免冲切联体外形接刀处因步距误差而产生连丝和毛刺，故冲裁连体外形的接刀设计如图2中的1、2、3所示。 凹模设计为整体结构，冲裁型孔均采用线切割机床加工。除圆形凸模外，各异形凸模设计成直通式外形，主要采用线切割加工。 F区和E区的凸模体积较大，用螺钉固定在卸料板上。 N区和M区的凸模呈扁平状，在凸模上端钻孔，用销钉作挡销固定。 K区凸模冲1mm5mm狭长孔。K区和T区的冲裁区都很小，其凸模就形成细小凸模，细小凸模工作中很容易折断，设计时要认真计算它的强度，并选择合适的安装方法。 细小凸模的损坏形式主要是受压失稳而折断，在材料力学中属于“压杆稳定”的问题。按安装形式，凸模分为带导向装置和无导向装置两种，如图6.1所示。凸模损坏不是其压应力达到破坏值被压碎，而是产生侧向弯曲而失去稳定性，产生弯曲变形而折断，显然，图6.1a比图6.1b更容易折断。图6.1 细小凸模损坏形式1垫板 2凸模固定板 3卸料板 4凹模防止凸模失稳破坏，主要应计算出图中所示失稳段长度L的值，当L小于一定数时， 发生失稳折断。用式计算K区凸模允许的自由长度。K区冲裁力前面已计算出F=4800N。计算凸模的惯性矩。如图6.2a所示 a) b)图6.2 计算截面惯性距截面最小的惯性矩是对x轴的惯性矩。其值用下式计算。图中尺寸b=5mm，H=1mm，则：代入式下式即：则K区凸模允许自由长度为11.09mm。T区凸模的截面是由两个矩形组成截面，如图6.2b所示。按组合截面的方法计算惯性矩，可算出对x轴的惯性矩为15.9（其计算方法比较复杂，不作介绍）。计算其允许的自由长度，即： 细小凸模的安装结构可有如图5所示的几种方法。 先分析K区冲裁凸模应采用的结构。通过以上计算，K区凸模允许的自由长度不大于11.09mm，图5b所示的结构，是在凸模固定板和卸料板上都装有保护套。上边的保护套起固定凸模的作用，下边的保护套与凸模是间隙配合，两护套之间的距离L就是凸模的自由长度部分，它应小于11.09mm，同时，L也必须大于卸料板的工作行程。分析本模具各工序后可知，卸料板的行程定为2.5mm，可以满足各工序的工作需要，所以这种结构是可以采用的。上护套与凸模固定板采用配合，凸模与保护套采用配合，保护套中的1mm5mm矩形孔，可采用电火花机床加工，采用这种结构凸模容易制造，折断后更换也很方便。 图6.3a所示的结构，凸模需穿过橡胶板，凸模穿过橡胶板部分的长度属于自由长度。考虑到橡胶板弹性体的设计，其厚度不能太小。另外，结构稳定性差，亦不适用K区的凸模。 a) b) c)图6.3 细凸模极其细小凸模的安装方法1垫板 2固定板 3卸料板 4凸模护套 5击块6击板 7橡胶 8凸模护套 9凸模 图5c所示的结构，可满足本模具的使用要求，但凸模制造复杂，不容易更换，所以也不宜采用。 1mm5mm凹模孔用线切割加工，必须要打穿丝孔，直径小于1mm的穿丝孔很难加工，因而在穿孔的侧面，打 3mm的穿丝孔，在线切割加工时，切割出4mm8mm的矩形孔，然后再镶上钢块，钢块的一侧就是冲裁的刃口。T区的T形孔也采用这种方法加工。 T区的凸模允许自由长度为69.06mm，这一条件很容易满足，可采用图6所示的结构。6.4 小凸包 小凸包是向上鼓出的，凸模装在下模板上，在卸料板上装有凹模镶块。凸包直径为1mm，高为0.1mm，凹模镶块工作孔直径为1mm，凸模直径为0.8mm，凸模的设计工作高度为0.3mm，待试模时再调整其高度。6.5 弯曲凸模、凹模 a部分是向上弯曲的。弯曲凹模采用T形槽，镶在凹模板上，顶件块与它相邻，弹簧将他向上顶起，冲压时，它与凸模形成夹持力，完成弯曲，顶件块具有向上卸料的作用。弯曲形式属于单边弯曲，克服回弹采用施加校正力的方法。 b部位的弯曲，是向下弯曲，弯曲高度为4.8mm。浮料钉只能将板料托起3.5mm，所以在凹模上沿其送进的路线还需加工出2mm宽、3mm深的槽，供其送进时通过。 C部位的弯曲也是向下弯曲，弯曲高度为7.7mm, 弯曲采用T形槽弯曲，镶在凸模板上，顶件块与它相邻，弹簧将它顶向下方，冲压时，它与凹模形成夹持力，完成弯曲。a、 b和c各个部位弯曲，对工件有校正力，因而容易被击打而产生变形，因此各个部位均安装镶块。a部位的顶件块起到镶块的作用。b、c两部位距离较近，使用同一镶块。由于其两个边不能与凹模板全部贴紧，故采用螺钉、销钉将其固定在凹模板上。工件在最后一个工步从载体上脱离后处于自由状态，容易贴在凸模或凹模上，为此上模和凹模镶块上各装一个弹性顶料钉。凹模板侧面加工出斜面，使工件从侧面滑出，在适当部位安装气管喷嘴，利用压缩空气将成品件吹出凹模。7 模具闭合高度的计算冲模的闭合高度是指：滑块在下死点，即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压力机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。当连杆调至最短时为压力机的最大装模高度，连杆调至最长时为最小装模高度.冲模的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，其大小关系为：如果冲模的闭合高度大于压力机的最大装模高度时，冲模不能在该压力机上使用。反之，小于压力机最小装模高度时，可加减经过磨平的垫板。冲模的其它外形结构尺寸也必须和压力机相适应，如模具外形轮廓平面尺寸与压力机垫板、滑块底面尺寸，模柄与模柄孔尺寸，下模缓冲器平面尺寸与压力机正整板孔尺寸等都必须相适应，以便模具能正确安装和正常使用。该模具采用采用对角导柱弹压模架，该模架的特点是，作为凸模导向用的弹压导板与下模座以导柱导套为导向构成整体结构。凸模与固定板是间隙配合而不是过渡配合，因而凸模与固定板中有一定的浮动量。这种结构形式可以起到保护凸模的作用。凹模的外形为长方形，其高度尺寸H36mm，平面尺寸为。上模座的厚度取 25mm垫板的厚度取 6mm凸模固定板的厚度取 12mm凸模固定板与导板之间的安全距离为20mm导板的厚度取 16mm导尺的厚度取 18mm凹模的厚度已定为 16mm下模座的厚度取 25mm模具的闭合高度H模为：可见该模具闭合高度小于所选压力机J2316 的最大装模高度220mm，可以使用。 8 模具总装图通过以上设计，可得到如图 8.1 所示的模具总装图。模具上模部分主要有上模板、垫板、导正销、凸模、卸料板、固定板、卸料螺钉等几部分组成。卸料方式采用弹性卸料，以弹簧为主要元件。下模部分由下模座、浮顶器、凹模等组成。冲孔废料由漏料孔漏出。模具工作过程：将条料送入刚性卸料板4下长条形槽中，平放在凹模上，压力机滑块带着上模下行，凸凹模上表面首先接触条料先冲两个导正销进行定位，导正销与凸凹模一起固定条料后冲K区的窄长孔T区的T形孔。条料送进冲M区外形，紧接着冲E区N区