張朋杰畢業(yè)設計

1、摘要在現代工業(yè)生產中，產品零件廣泛采用沖壓成形、鍛壓成形、鑄造成形、擠壓成形、塑料注射或其他成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產品要求的零件。模具已廣泛應用于電機電器產品、電子和計算機產品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機械等生產中。用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高生產率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材

2、料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程技術。本次畢業(yè)設計的題目為：一落二分割模具設計。沖壓模具即是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。通過對零件進行詳細的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導尺、擋料銷、導正銷等。通過該課題能夠讓我掌握中等復雜程度零件沖壓模具設計與制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的制定、工

3、藝計算及模具設計有了更深層次的認識，并學會對模具設計資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用，此次畢業(yè)設計是對我理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事相關工作有一定的指導性與實踐性意義。關鍵詞：復合模具；凸模；上下模座；凹模 Abstract In modern industrial production, product widely used in stamping, forging, casting, extrusion, plastic injection or other forming method, matched with the mold, the blank form

4、ing process to meet the requirements of product parts. The mold has been widely used in electrical appliances, electronic products and computer products, home appliances, automotive, instrumentation, ordnance, general machinery and other production. With mold parts demonstrated by the highprecision,

5、 high complexity, high productivity and low consumption, the other processingmehods could be compared . Stamping is installed in the use of stamping equipment (mainly Press) on the mold to exert pressure on the material, to produce plastic deformation or separation, thus obtaining the required parts

6、 (commonly known as stamping or punching parts) of a pressure processing method. Stamping is usually at room temperature cold deformation processing of materials, and mainly uses the sheet to be processed into the required parts, also called cold stamping and sheet metal stamping. Stamping is one of

7、 the main methods of pressure processing or plastic materials processing, belonging to the technical material forming engineering. The graduation design topic is: a fall two split mold design. Stamping die that is in cold stamping processing, the material (metal or non-metal) processed into parts (o

8、r semi-finished products) is a kind of special process equipment, called cold stamping die (commonly known as cold die). Stamping, at room temperature, using installed in the mold presses on the pressure applied to the material, to produce plastic deformation or separation, thus obtaining a pressure

9、 parts processing methods. Through the detailed process for parts manufacturing process analysis, die plate, stripper plate, guide ruler, stop pin, guide pin etc. By this research can let me master the general methods for design and manufacture of stamping die of medium complexity, the stamping proc

10、ess plan, process calculation and die design have a deeper understanding, and learn to die design of information retrieval and use and integration of existing data reasonably, this graduation design is on our theory study and practice and test level, can have some guidance and practical significance

11、 to be engaged in relevant work after.Keywords: composite mould; mould; upper and lower die; die緒 論現代工業(yè)的迅猛發(fā)展使冷沖壓技術得到越來越廣泛的應用，隨之而來的是對沖壓模具的設計與制造要求越來越高。沖壓模具是沖壓生產的主要裝備，次設計是否合理，對沖壓件的表面質量、尺寸質量、生產率以及經濟效益影響很大。因此，研究沖壓模具的設計，提高沖壓模具的各項技術指標，對沖壓模具設計和沖壓技術發(fā)展是十分重要的。本書說明主要是對電機轉子沖片的設計，采用沖孔落料復合模。本書說明主要講述了沖壓件工藝分析、沖壓工藝方案

12、的確定、計算沖壓力、壓力中心、初選設備、工作部分尺寸計算以及主要零部件的設計。本設計在編寫過程中參考了大量文獻資料，得到老師與同學的指導和幫助，在此表示感謝。摘要I AbstractII緒論1第1章沖壓模具設計及計算41.1 設計題目41.2零件結構41.2.1零件名稱41.2.2沖壓零件數據及圖樣41.3 零件的工藝性41.3.1零件的工藝性分析41.3.2零件的精度與粗糙度51.4 沖壓工藝方案的確定51.4.1沖壓工序性質的確定：51.4.2沖壓方案的確定：51.5 主要工藝計算51.5.1排樣設計與計算51.5.2沖裁力的計算71.5.3模具總沖壓力的計算71.5.4模具壓力中心的計算

13、81.6沖模間隙的確定91.6.1間隙值的確定9第2章沖壓設備的選擇112.1沖壓技術簡介112.2沖壓設備的選用112.2.1如何選擇沖壓設備112.2.2沖壓設備類型的選擇112.3沖壓設備規(guī)格的選擇122.4模具閉合高度的計算14第3章 模具結構設計153.1 模具總體結構的設計153.1.1 模具的基本結構形式的確定153.1.2 模具總體尺寸確定163.1.3 模架選用163.2模具主要零部件的設計與選用173.2.1 工作零件設計183.2.2 卸料裝置零件設計213.3導向零件233.4固定零件設計243.5模具主要零件及材料263.6凸凹模刃口尺寸計算273.6.1刃口尺寸計算

14、原則273.6.2凸凹模刃口尺寸計算方法27第4章典型零件的加工工藝編制304.1 導柱的機械加工304.1.1 導柱結構工藝性分析304.1.2 導柱技術要求分析314.1.3 機械加工順序的安排314.1.4 加工階段劃分314.1.5 機械加工工藝規(guī)程314.2 導套的機械加工324.2.1 導套結構工藝性分析334.2.2 導套技術要求分析334.2.3 機械加工順序的安排334.2.4 加工階段劃分334.2.5 機械加工工藝規(guī)程33參考文獻35結束語36致謝37第1章沖壓模具設計及計算1.1 設計題目 一落二分割模具設計。1.2零件結構1.2.1零件名稱 電機轉子沖片1.2.2沖壓

15、零件數據及圖樣 材料：硅鋼片 厚度：0.5mm 批量：大批量零件圖如圖1.1所示： 圖1.1電機轉子沖片1.3 零件的工藝性 1.3.1零件的工藝性分析 沖裁件圖所示，沖裁落料為外輪廓槽和中心的圓孔，在沖裁時可一次落料成型。1.材料:該沖裁件的材料硅鋼片，具有較好的可沖壓性能。2.零件結構:該沖裁件結構較為簡單，比較適合沖裁。3.尺寸精度:零件圖上所有尺寸均是有公差的尺寸，所以加工尺寸精度較高。1.3.2零件的精度與粗糙度沖裁件的經濟公差等級不高于IT11級,一般落料公差等級最好低于IT10級,沖孔件公差等級最好低于IT9級,工件的尺寸全部為存在偏差范圍，尺寸精度較高，但普通沖裁也能滿足要求。

16、1.4 沖壓工藝方案的確定1.4.1沖壓工序性質的確定： 落料沖孔1.4.2沖壓方案的確定： 方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產。 方案二：沖孔落料復合沖壓。復合模生產。 方案三：沖孔落料級進沖壓。級進模生產。 該制件屬于大批量生產，且零件形狀簡單、工藝性良好，又只需一次落料即可，故選沖孔落料復合沖壓即復合模生產。分析各工序有： 方案一模具結構簡單，制造周期短，制造簡單，但需要兩副模具，成本高而生產效率低，沖壓精度低，難以滿足大批量生產的要求。 方案二制造精度和生產效率較高，適用于大量生產。 方案三只需要一套模具，提高了生產率，有利于實現生產的自動化，模具輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高，但

17、是模具使用壽命長，有利于大批量生產。通過對上述三種方案的綜合比較，選用方案二為該工件的沖壓生產方案。1.5 主要工藝計算1.5.1排樣設計與計算 1、搭邊值：排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊的作用一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便條料送進，提高勞動生產率；同時，搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙，從而提高模具壽命。搭邊值對沖裁過程及沖裁件質量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數值。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時，搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至搭邊拉入模具間隙，造

18、成沖裁力不均，損壞模具刃口。 2、 排樣方式與設計 圖1.2 零件排樣圖設計表1.1搭邊a和b數值材料厚度t原件及r>2t的圓角工件間a側面b<1 1.5 1.5>12 1.5 2>23 2 2.5>34 2.5 3排樣設計查2表2. 5. 2,確定搭邊值:兩工件間的搭邊:a=1.5mm; 工件邊緣搭邊b=1.5mm; 步距為:h=511.5mm條料寬度b=2b+d=513mm 一個步距內的材料利用率為:=×100%=77.9% （1-1）式中 A沖裁面積(包括內形結構廢料)； n 一個沖距內沖沖裁件數目；b條料寬度；h進距。1.5.2沖裁力的計算計算沖

19、裁力的目的是為了選用合適的壓力機，設計模具以及檢驗模具的強度。壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁工藝的要求。普通平刃沖裁模，其沖裁力Fp一般可按1中計算：Fp=KptL=1.3×0.5×2010.62×600 （1-2） =784.14KN其中為材料的抗剪強度（MPa），L為沖裁周邊總長（mm）；t為材料厚度（mm）；系數Kp是考慮到沖裁模刃口的磨損、凸模與凹模間隙的波動（數值的變化與分布不均）、潤滑情況、材料力學性能與厚度公差的變化等因素而設置的安全系數，一般取1.3。當查不到抗剪強度時，可用抗拉強度b代替，而取Kp=1的近似計算法計算。1.5.3模

20、具總沖壓力的計算模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓料理合力的作用點位置。為了確保壓力機和模具正常工作應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。已知:L工件外輪廓周長，L2010.62t材料厚度；b材料的抗剪強度（Mpa），查得2600MPa1)沖壓力 F落料=Ltb=2010.62×0.5×600=603.19KN （1-3）2)卸料力 查1表2-5得卸料力系數K卸=0.055 F卸=K卸F落料=0.055×603.19=331.75KN （1-4）

21、3)推件力 查表2-5得卸料力系數Kt=0.063 Ft=KtF落料=0.063×603.19=380KN （1-5）4)模具總沖壓力F總的確定。 F總=F落料+F卸+Ft =603.19+331.75+380=972.94KN （1-6）1.5.4模具壓力中心的計算 沖裁力合力的作用點稱為模具的壓力中心。在設計模具時，應使其壓力中心與沖床的滑塊中心線相重合。否則，模具在工作中就會產生偏荷彎矩，加速壓力機和模具的導向機構不均勻磨損，還會使模具間隙得不到保證，刃口迅速變鈍，從而影響工件的質量和降低模具壽命。沖模壓力中心的確定，對于沖裁大型復雜形狀工件、多凸模沖裁及連續(xù)沖裁時尤為重要。沖

22、裁的壓力中心與沖裁件的重心不同，它是指沖裁力合力的作用中心，與沖裁力的大小及作用位置有關。而工件的重心則決定于工件的形狀及其質量分布。只有當工件具備中心對稱時，其壓力中心才與重心相重合。由于該工件屬于中心對稱圖形，所以壓力中心在它的幾何中心上，無需計算。零件圖如圖1.3：圖1.3 電機轉子沖片1.6沖模間隙的確定1.6.1間隙值的確定 凸、凹模間隙對沖裁件質量、沖裁工藝中的力、模具壽命等都有很大的影響。因此，設計模具時一定要選擇一個合理的間隙值，以保證沖裁件的斷面質量、尺寸精度滿足產品的要求，使所需沖裁里小，模具壽命高。但是分別從質量、沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的間隙并不是同一個數值，只

23、是彼此接近?？紤]到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產中通產只選擇一個適當的范圍作為合理間隙，只要間隙在這個范圍內，就可以沖出良好的制件。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Cmin，最大值稱為最大合理間隙Cmax。考慮模具在使用中的磨損使間隙增大，故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Cmin。確定合理間隙的方法有理論確定法與經驗確定法。1.理論確定法 理論確定法的主要依據是保證上下裂紋會合，以便獲得良好的斷面。圖所示為沖裁過程中開始產生裂紋的瞬時狀態(tài)。根據三角形關系得間隙值，查1c為c=（t-h0）tan=t（1-)tan （1-7）式中h0為凸模切入深度，為最大剪應力方向與垂線方向的夾角。

24、從上式看出，間隙c與材料厚度t、相對切入深度h0/t以及裂紋方向有關。而h0與又與材料的性質有關，材料愈硬，h0/t愈小。因此，影響間隙值的主要因素是材料的性質和厚度。材料愈硬愈厚，所需合理間隙值就愈大。表中所示為常用沖壓材料h0/t與的近似值。由于理論計算間隙的方法在生產中使用不方便，故目前間隙值的確定廣泛應用的是經驗公式與圖表，詳細1表1.6.1 2.經驗確定法 根據研究和使用經驗，確定間隙值時要分類選用。對于尺寸精度、斷面垂直度要求高的制件應選用較小的間隙值，對于斷面尺寸與尺寸精度要求不高的制件，應以降低沖裁力、最高模具壽命為主，可采用較大的間隙值。其值可按下列經驗公式和實用間隙表選用

25、t<1mm， c=（3%4%）t，即c=0.0150.02mm 表詳見1第2章沖壓設備的選擇2.1沖壓技術簡介沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程技術沖壓模具，是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。 沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加

26、壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。通過模具使板材產生塑性變形而獲得成品零件的一次成形工藝方法叫做沖壓。由于沖壓通常在冷態(tài)下進行,因此也稱為冷沖壓。只有當板材厚度超過8100mm時,才采用熱沖壓。沖壓加工的原材料一般為板材或帶材,故也稱板材沖壓。某些非金屬板材(如膠木板、云母片、石棉、皮革等)亦可采用沖壓成形工藝進行加工。沖壓廣泛應用于金屬制品各行業(yè)中,尤其在汽車、儀表、軍工、家用電器等工業(yè)中占有極其重要的地位。 2.2沖壓設備的選用2.2.1如何選擇沖壓設備沖壓設備的選擇直接關系到設備的安全以及生產效率、產品質量、模具壽命和生產成本等一系列重要問題。沖壓設備的選

27、擇主要包括設備的類型和規(guī)格參數兩個方面。2.2.2沖壓設備類型的選擇主要根據所要完成的沖壓工序性質、生產批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇沖壓設備的類型：（1）對于中小型沖裁件、彎曲件或淺拉深件的沖壓生產，常采用開式曲柄壓力機。雖然C形床身的開式壓力機剛度不夠好，沖壓力過大會引起床身變形導致沖模間隙分布不均，但是它具有三面敞開的空間，操作方便并且容易安裝機械化的附屬裝置和成本低廉的優(yōu)點。目前仍然是中小型沖壓件生產的主要設備（2）對于大中型和精度要求高的沖壓件，多采用閉式曲柄壓力機。這類壓力機兩側封閉，剛度好、精度較高，但是操作不如開式壓力機方便。（3）對于大型或較復雜的拉深件，常采

28、用上傳動的閉式雙動拉深壓力機。對于中小型的拉深件（尤其是搪瓷制品、鋁制品的拉深件），常采用底傳動式的雙動拉深壓力機。閉式雙動拉深壓力機有兩個滑塊，壓邊用的外滑塊和拉深用的內滑塊。壓邊力可靠、易調，模具結構簡單，適合于大批量的生產。（4）對于大批量生產的或形狀復雜、批量很大的中小型沖壓件，應優(yōu)先選用自動高速壓力機或者多工位自動壓力機。（5）對于批量小、材料厚沖壓件，常采用液壓機。液壓機的合模行程可調，尤其是施力行程較大的沖壓加工，與機械壓力機相比具有明顯的優(yōu)點，而且不會因為板料厚度超差而過載。但生產速度慢，效率較低?？梢杂糜趶澢?、拉深、成形、校平等工序。（6）對于精沖零件，最好選擇專用的精沖壓力

29、機。否則要利用精度和剛度較高的普通曲柄壓力機或液壓機，添置壓邊系統(tǒng)和反壓系統(tǒng)后才能進行精沖。所以應優(yōu)先選用自動高速壓力機或者多工位自動壓力機。2.3沖壓設備規(guī)格的選擇 沖床銘牌上規(guī)定的噸位為沖床的額定噸位。額定噸位的大小，反映沖床的沖裁能力。在我國，偏心沖床和曲軸沖床都已成系列生產，共有11級，即16、25、40、63、80、100、125、160、200、250、400噸。選擇沖床時，沖床的公稱壓力必須大于工件所需要的沖裁力。機械壓力機類型的選定依據是沖壓的工藝性質、生產批量的大小、沖壓件的幾何尺寸和精度要求等。中小型沖壓件生產中，主要應用開式機械壓力機。選擇沖床時，必須使沖床的額定噸位大于

30、沖模所需要總的的沖裁力。壓力機的工作臺面尺寸應大于沖模下模座的尺寸，一般每邊最小應大于5070mm，便于安裝固定模具用的壓板和螺釘。一落二分割模中總的沖裁力為972.94KN,即97噸。則要選擇公稱壓力大于972.94KN的壓力機，為了提高壓力機的利用率和節(jié)約經濟成本，可選用400的開式壓力機,所以應選擇的沖壓機床型號是J2340如表2.1表2.1 J2340開式單點壓力機參數序號 項目數值單位 1公稱壓力400t 2公稱壓力離下死點距離13 mm 3滑塊行程230 mm 4滑塊每分鐘行程次數25次 5滑塊(連桿)調整距離160 mm 6封閉高度(滑塊在下死點時至臺面的距離)最大 660mm最

31、小 500mm 7工作板尺寸前后1060mm左右990mm 8工作板厚度150mm 9工作臺通口尺寸 620×620mm 10滑塊底面尺寸前后810mm 11滑塊中推料孔尺寸110mm 12立柱間距離1010mm 13導軌間距離850mm 14工作臺至導軌底面的距離670 mm 15主傳動件電動機型 號JHD3-200M-6功 率30 kW 16調正滑塊(連桿)長度用電動機型 號JD3-1125-6-T2 功 率3 kW 17外形尺寸前 后2276 mm左 右2250 mm地面上高5480 mm 18機床重量 約3300 kg2.4模具閉合高度的計算壓力機的閉合高度是指滑塊在下止點時

32、，滑塊底平面到工作臺面之間的高度。調節(jié)壓力機連桿的長度就可以調整閉合高度的大小。當壓力機連桿調節(jié)至最上位置時，閉合高度達到最大值，稱為最大閉合高度Hmax。當壓力機連桿調節(jié)至最下位置時，閉合高度達到最小值，稱為最小閉合高度Hmin。模具的閉合高度必須適合于壓力機閉合高度范圍的要求，它們之間的關系查一般為：Hmax-5mmHmHmin+10mm （2.1） 式中Hmax為壓力機最大裝模高度(mm)； Hmin為壓力機最小裝模高度(mm)1.模具閉合高度計算模具閉合高度是模具在最低工作位置時的高度方向的總尺寸。計算是將處于最低工作位置時沿高度方向各零件尺寸相加即可。沖裁模具閉合高度應為各零件在高度

33、方向的尺寸之和模具閉合高度：模具閉合高度H=上模座+上模墊板+上模+下模座+下模墊板+下模 =10540308080+45 =380mm查1表2.1有660-160=500mm H=150mmHmax-5mm=660-150-5=505mm H=150mm Hmin +10mm=500-150+10=360mm 有 505mm380mm360mm即滿足式（2.1），所以所選的J2340開式單點壓力機滿足要求。第3章模具結構設計沖模結構是確定實現沖壓工藝方案所需模具的功能結構，以及組成功能結構的零件及其安裝關系。沖壓模具結構的合理性，對沖裁件的質量與精度、沖裁加工的生產率與經濟效益、模具的使用壽

34、命等都有密切的關系。模具結構設計包括模具總體結構的設計和模具主要零部件的設計與選用。3.1 模具總體結構的設計沖?？傮w結構設計就是根據所采用的模具類型、制件的精度要求、形狀特點及沖壓工藝方案等來確定模具的結構形式、模具的總體尺寸及模架類型，以便設計各零部件的具體結構。根據工藝方案采用沖孔落料復合模。復合模是指只有一個工位，并在壓力機的一次行程中，同時完成兩道和兩道以上的沖壓工序的沖模。3.1.1 模具的基本結構形式的確定模具的基本結構形式是由條料的送進方式、卸料方式、導向方式及模具的正倒裝關系所確定。1、條料送進方式的選擇條料送進方式主要有手工送料和自動送料兩種。當采用手工送料時，在模具結構設

35、計時要特別注意操作安全問題。而采用自動送料方式時，則要考慮自動送料機構對模具結構的影響。本次條料送進方式采用手工送料。2、卸料方式的選擇卸料方式分為彈性卸料和固定卸料兩種。固定卸料是通過將卸料板固定在下模的凹模上以阻礙條料隨凸模上移的一種卸料方式，一般用于條料較厚的情況。彈性卸料是在凸模抬起過程中，通過彈性元件的回彈力將條料從凸模上脫離的一種卸料方式，用于沖裁薄料及精度要求高的制件。本次為沖孔落料復合模采用彈性卸料方式。3、模具導向方式的確定模具的導向是指模具上、下模間的導向，一般都是采用安裝在模架上的導柱、導套進行導向的。一落二分割模具為大型模具，應采用四角導柱模架，其導向精度好，強度和剛度

36、高，穩(wěn)定性好。4、復合模正倒裝關系的確定復合模根據落料凹模裝的位置不同，分為倒裝復合模和順裝（正裝）復合模。倒裝復合模落料凹模裝在上模，順裝復合模落料凹模裝在下模。復合模在結構上的主要特征是有一個既是落料凸模又是沖孔凹模的凸凹模。倒裝復合模沖孔廢料直接從壓力機工作臺當中的孔落下，制件從凹模洞口推出后落在下模上，一般用工具取出，操作比較方便安全。模具結構比順裝復合模簡單，生產效率比順裝復合模高，所以一般采用倒裝復合模。本次設計采用倒裝復合模。3.1.2 模具總體尺寸確定模具的總體尺寸主要指平面輪廓尺寸、各模板厚度、模具閉合高度等。這些尺寸是進一步進行模具結構及零件設計的基礎。模具的平面輪廓尺寸是

37、根據工序件輪廓或條料排樣圖上所有工序輪廓的最小包絡形來確定的，它主要包括模座和各模板尺寸。通常各模板尺寸是一樣的，并以凹模板為基準來確定。模具各模板的外形尺寸及厚度可根據7P56圖4.7模具總體尺寸關系圖確定：上模座厚度=（11.5）H凹 （3.1） 下模座厚度=（11.5）H凹 （3.2） 卸料板厚度=1020mm 凸模固定板厚度=（0.40.7）H凹 （3.3） 一般保證模座的外形尺寸大于凹模板尺寸4070mm。各模板厚度要根據情況作相應調整，由于所選的壓力機的公稱壓力比計算的沖裁力大許多，為了使各模板承受更大的壓力并有足夠的強度及剛度，因此在設計時，各模板的厚度應相應的加厚。3.1.3

38、模架選用模架是上、下模座、導柱、導套的組合，它是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在模架上面，并承受沖壓過程中全部載荷。模具的上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模運動，保證沖裁過程中間隙均勻。模架有四種基本形式：后側導柱模架（一般用于精度不高的小型模具）、中間導柱模架（用于沖壓圓形制件的沖模）、對角導柱模架（模架受力平衡，常用于復合模）、四角導柱模架（模架受力平衡，導向精度高，適用于大型制件、精度高的沖模），電機定子沖片為大型制件且要求精度高，因此選用四角導柱模架形式。綜上所選模具總體結構采用手工送料、彈性卸料、四角導柱模架形式的倒裝復合模，總體結構如圖3.1。當上模下行

39、時，落料凸模進入落料凹模洞口落料，沖孔凸模進入沖孔凹模洞口沖孔。即在一次行程中，同時完成沖孔和落料工作。 圖3.1模具總裝圖1上模座 2彈簧墊圈 3六角頭螺栓 4六角頭螺栓 5頂料桿 6六角頭螺栓 7軸孔沖 8打料桿 9定位套柄 10打料板 11六角頭螺栓 12上退料板13上模墊板 14上模組件 15導套 16墊套 17導柱 18六角薄螺母 19墊圈 20內六角頭螺栓 21下退料板22六角頭螺栓 23彈簧墊圈 24下模外墊板 25下模外26墊板 27下模內 28退料小套 29六角頭螺栓 30下模座31六角頭螺栓 32鍵槽上沖 33下模中 34下模內墊板 35軸孔沖墊板 36六角頭螺栓3.2模具

40、主要零部件的設計與選用 根據模具零件的不同作用可分為工藝零件和結構零件。工藝零件直接參與完成沖壓工藝過程，并與被沖材料直接發(fā)生作用，包括工作零件、定位零件、卸料、推件等。結構零件不直接參與完成沖壓工藝工作，也不與被沖材料發(fā)生作用，只對模具完成工藝過程起保證作用，或對模具功能起完善作用，包括導向零件、固定零件等。3.2.1 工作零件設計直接對毛坯和板料進行沖壓加工的模具零件稱為工作零件。1、凹模在沖壓過程中，與凸模配合直接對制件進行分離或成型的工作零件稱為凹模。 凹模的厚度和外型尺寸，對于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強度。沖裁時凹模承受沖裁力和水平側向力的作用，受力形態(tài)比較復雜

41、，因而在生產實際中，通常都是根據沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來進行概略估算的。 凹模厚度:根據經驗公式1：H=kb= 0.1×510=51 mm （3.4） 其中b沖壓件最大外形尺寸；K系數，考慮板材厚度的應響,其值可查1表2.8.2；凹模厚度要求：凹模刃口周長超過50mm且材料為合金工具鋼時，凹模高度應乘以修正系數1.6。凹模壁厚：c=(1.52)H=（76.5102）mm （3.5）實際取c=80零件外形為圓形，而且完全對稱，所以將凹模板做成圓形。式中 切斷輪廓線到凹模邊緣的尺寸，輪廓為平滑曲線時，。所以 Dd=510+2×1.2×51=632.

42、4 （3.6）取整后Dd=630mm 所以凹模板外形尺寸ø630×80 在沖壓模具中， 模具刃口要有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，所以應有較高的硬度與適當的韌性。形狀簡單的凸模常選用T8A、T10A等制造。并且凹模硬度應比沖頭高2度左右，所以凹模材料選擇T10A，熱處理硬度達到6062HRC。 圖3.2 凹模2、凸模在沖壓過程中，沖模中被制件或廢料所包容的工作零件稱為凸模。軸孔沖（沖孔凸模）材料T10A，淬火處理，硬度為5862HRC。軸孔沖采用臺階式凸模，即工作部分和固定部分的形狀與尺寸不一致。并將軸孔沖固定在凸模固定板中，其配合為H7/m6。沖孔凸模刃口尺寸按式

43、（2.4）計算：取凸模長度尺寸根據模具的具體結構，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需求來確定。根據圖3.1模具總體結構可有沖孔凸模長度為： L=H1+H2+H （3-7） =5+10+40 =55（mm）式中 L沖裁凸模長度； H1凸模固定板厚度； H2卸料板厚度； H附加長度。主要考慮凸模進入凹模的深度、總修模量以及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離因素。 圖3.3軸孔沖凸模長度尺寸根據模具的具體結構，并考慮修磨、固定板與卸料板之間的安全距離、裝配等的需求來確定。根據圖3.1模具總體結構可有沖孔凸模長度為： 3、凸凹模凸凹模式復合沖裁中的一個特殊零件。其內形刃口其

44、沖孔凹模作用，外形刃口其落料凸模作用。外形按一般凸模設計，內形按一般凹模設計。材料選擇Cr12，熱處理硬度達到6062HRC。凸凹模的最小壁厚為m=1.5t=1.5×0.5=0.75mm,而實際壁厚遠大于0.75mm，故符合強度要求，凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制，并保證雙面間隙為0.380.42mm。凸凹模結構如圖所示： 圖3.4 凸凹模形式及尺寸3.2.2 卸料裝置零件設計從廣義來講，卸料裝置包括卸料、推件和頂料裝置。其作用是當沖模完成一次沖壓之后，把條料、制件或廢料從凸模上卸下或從凹模中推出或頂出，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常卸料是把條料或制件從凸模上卸下來，頂件和推件一般指把

45、制件或廢料從凹模中頂出或推下。卸料裝置卸料裝置有彈性卸料裝置和固定卸料裝置。復合模中的卸料裝置為彈性卸料裝置，目的是從凸凹模上卸下條料或卷料。倒裝復合模卸料裝置裝在下模。卸料裝置中常用的彈性卸料板一般用Q345A或45號鋼制造。卸料裝置（下退料板）材料選用Q345A，模具工作時下退料板與下模座間用橡膠墊起。下退料板如圖3.5：圖3.5下退料板1、 推件裝置倒裝復合模的推件裝置是從落料凹模和沖孔凸模上推下制件，由打桿（打料桿）、推板（打料板）、連接推桿（頂料桿）和推件塊（上退料板）組成。打料桿材料選用45號鋼，熱處理硬度4348HRC。打料桿如圖3.6：圖3.6打料桿推件塊（上退料板）材料選用Q

46、345A。它與落料凹模及沖孔凸模配合，其型孔按軸孔沖配間隙0.150.3mm，外型按上模配間隙0.150.3mm。上退料板如圖3.7：圖3.7 上退料板連接推桿（頂料桿）材料選用45號鋼，4348HRC。連接推桿（頂料桿）是推板（打料板）和推件塊（上退料板），一般24根，長度必須一致。頂料桿如圖3.8：圖3.8頂料桿推板（打料板）材料選用T8A。推板（打料板）是在打桿（打料桿）和連接推桿（頂料桿）間傳遞力的板件。在倒裝復合模中，為了保證沖孔凸模的支承剛度和強度，推板的平面形狀和尺寸只要能覆蓋到連接推桿，保證本身有足夠的強度和剛度，不必設計得太大，以便安裝推板的孔不至太大。打料板如圖3.9.圖3

47、.9打料板3.3導向零件導柱和導套材料均選用T8A。滑動式導柱與導套之間的配合根據沖模的要求選取，對于沖裁模，其間隙必須小于沖裁間隙，沖裁間隙小的一般選用H6/h5配合；間隙較大的選用H7/h6配合。導柱與上模座上的導套之間可以采用H7/r6，s 6配合。此時，下模座上的導柱座孔和上模座上的導套孔尺寸相同，將上、下模座夾在一起同時加工，但考慮裝配方便，導套與上模座導套孔之間一般采用低熔點合金澆注或環(huán)氧樹脂澆注。為了保證澆注質量，兩者之間的間隙一般為每邊35mm，澆注時沖模處于閉合狀態(tài)，以保證工作時的良好導向。導柱導套結構如圖3.9： 圖3.93.4固定零件設計1、上、下模座模座分為上模座和下模

48、座兩部分。整個模具的各個零件都直接或間接的固定在上下模座上，模座還要承受和傳遞壓力，所以模座不僅要有足夠的強度，而且還要有足夠的剛度。選用模座時還應使下模座的尺寸比沖床漏料孔的尺寸每邊大40-50mm以上。對于麼做的安裝，上模座通過模柄安裝在沖床的滑塊上，下模座則用壓板和螺栓固定在沖床的工作臺面上。標準模座根據模架類型及凹模周界尺寸選用。采用非標準模座時，模座的長度尺寸比凹模的長度單邊大40-70mm，寬度可以略大或等于凹模寬度。下模座的尺寸要比工作臺孔每邊大40-50mm。模座的厚度在20-55mm之間，下模座比上模座略厚。模座常用的材料一般為鑄鐵HT250。因為沖模是在沖擊負荷下工作的，灰

49、鑄鐵有較好的吸鎮(zhèn)性。特殊需要時，也有采用抗拉強度更高的普通碳素鋼。上模座材料采用HT250。上模座如圖3.10：圖3.10上模座下模座材料采用HT250。下模座如圖3.11：圖3.11 下模座3.5模具主要零件及材料 表3.1模具主要零件及材料序號名稱材料1墊板HT2502定位套柄Q345A3頂料桿454上模座HT2505打料板T8A6軸孔沖Cr12MoV7上退料板Q345A8沖孔凸模T10A9落料凸模T10A10下模內Cr12MoV11卸料板T8A12下退料板Q345A13下模內墊板Q345A14凹模Cr12MoV15下模座HT25016導套T8A17導柱T8A18固定擋料銷453.6凸凹模

50、刃口尺寸計算凸模與凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，也影響凸、凹模的合理間隙值的確定。3.6.1刃口尺寸計算原則1.落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制;沖孔部分以凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配制。2.考慮凸模與凹模的磨損：凸模與凹模在沖裁過程中必然會出現磨損，凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸增大。為了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命設計落料模時，凹模刃口的基本尺寸應取落料件尺寸公差范圍內的較小尺寸。這樣就能保證凹、凸模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格的工件。3.把握好刃口制造精度與工件精度的關系：凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應以能保證工件的精度要求為前提，一般情況下也可按工件公差的1/31/4選取。對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差也可按IT6IT7級選取。3.6.2凸凹模刃口尺寸計算方法該零件屬于無特殊要求的一般沖孔、落料件。由落料獲得落料部分以落料凹模為基準計算 ,落料凸模按間隙值配制；沖孔部分以沖孔凸模為基準計算,沖孔凹模