关于模具设计，你知道这么多吗？

青华模具永超

随着我国经济不断向前飞速的发展，模具工业作为重要的行业，它是我国的基础的工业之一。新的技术出现，社会生产也注重规范和标准，模具行业在现代工业的规模生产中发挥着极为重大的作用。模具是衡量一个国家制造水平的重要的标志，模具可以带来极大的经济效益，模具生产的产品往往是模具价值的好几倍。因为采用模具进行产品的生产具有质量优、生产高效、节约能源、使用成本低、操作简单、适合大批量的生产等优点，特别冲压技术是在汽车制造、机械生产、电子仪器、轻工业、家用电器、通信技术、军事和航空航天等领域的产品生产获得了比较广泛的应用。可以说模具生产不可缺少，目前我国的模具市场的总态势是产量和销量快速发展，现在我国年生产总量已经位于世界第三。而且计算机制造辅助系统快速的发展，给我国也带来了很大的机遇，我国引入这一系统，广泛地用于模具行业，并取得了可喜的成绩。计算机辅助设计和制造不仅是一次大的变革，也是未来模具行业发展的战略。

冲压是利用模具对板材施加一定的压力或者施加一定的拉力，这样就使得板料发生塑性变形，或者对板材施加剪切力从而让板材发生分离的过程。冲压加工的原材料通常是金属薄板料、薄型材、薄壁管等，因此也叫板材冲压，且通常是在室温状态下进行加工，此时材料处于冷状态，因此也称为冷冲压【1】。为了能够满足冲压零件的尺寸误差、粗糙度、形状、生产批量大小、原材料性能等方面的要求，冲压加工的方法可以说是多种多样的。但是，总的来说一般可以分为分离工序和成型工序两大类，这也是我们通用的分类方法。分离工序一般分为冲孔、剪切、落料等。也就是在冲压过程中使板料和冲压件沿着一定的轮廓进行分离来获得零件。成型工序一般有拉深、弯曲，胀形、翻孔、翻边工艺等，成型工序是为了使冲压毛坯在正常的变形条件下发生塑性变形，并能够转化成我们所需要的零件形状。

冲压生产依靠模具和压力机共同配合来完成生产加工，与其他的加工方法相比较，在经济和技术方面有着以下几种特点【2】。（1）减少材料的消耗，可以控制生产的成本，减少实际生产的成本。利用模具进行的生产，会具有快速高效准确的特点。能够得到普通加工不能实现的产品加工制造出经济且耐用的制件。（2）冲压件的尺寸精度是依靠凸模或者凹模刃口来保证，它可以制造形状复杂的零件，允许制件的复杂程度，而且冲压还具有质量稳定，互换性好的特点。（3）冲压加工也被称作冷冲压，这是因为它是在冷状态下加工，不需要刀具进行大量切削金属材料，所以不仅是实现了节能，而且它还能够节约材料，节约成本。（4）普通压力机加工大型的制件每分钟就可以具有完成加工几十个零件的效率，高速压力机加工小型制件更是每分钟可以加工成百上千的零件，大型先进的工厂实现了机器人无人生产，这样它就实现了自动化和机械化，所以它是一种十分高效率的生产加工方法。但是模具生产也有它的局限性，模具结构复杂，模具价格又偏高，对于小批量生产经济上不合算。

在当今不不同的成型加工方法之间的联系得到了加强，板料冲压是金属塑性加工的一种基本常用的加工方法，冲压成形工艺也有了它自己最新的的发展，近年来，随着科学技术的不断发展，模具设计和制造有了新的思路，模具的制造更是有了长足的进步。现在我国的模具制造行业带来的产值已经超过机床行业的产值。有关冲压技术方面的问题越来越引起人们的关注。相对应的冲压工艺理论问题与设计情况的研究和探讨也随之不断地进行深化。对模具进行设计与加工，以此来改善冲件的质量精度，提高模具的使用寿命，这些都成了我们关心的问题。

冲压加工与其他的加工方法来说是高效的，对于大型的制件每分钟可以生产几件，而小的制件高速生产就可以生产几千件以上。模具加工高效，互换性好，节约原料，在有机器人的配置下实现了无人化的生产，所以它得到了广泛地应用。

本次设计是利用大学四年所学基础知识的总结与复习，是利用相关的专业知识去设计，是走上社会岗位之前的一次实践的历练，更是对我们所学的专业知识进行一次检查和总结。对老师的认真指导与督促表示衷心的感谢，还要感谢同学们的帮助。由于水平有限，不足之处敬请指正。

1 冲压工艺及方案

托板制件,见图1.1，材料为08F，厚度为2mm，大批量生产。

图1.1托板

Figure 1.1 plate

1.1 托板零件冲压工艺性分析

冲裁的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，也就是说冲裁加工的难易程度。它包括冲裁件的结构与尺寸、精度和粗糙度三个方面。

根据托板零件图可知，该产品的材料为08F，根据《实用冲压模具设计手册》得知，08F适合冲压，冲压性能好，并且为常用冲压材料。抗剪强度在220MPa～310MPa，抗拉强度为280MPa～380MPa (在下文的计算中抗拉强度取300MPa) 。图上所有尺寸均未标注公差，属于自由尺寸，可按 IT14级确定公差【3】。

公差表得知，58mm的上偏差为0，下偏差为-0.74mm，可知其公差为+0.74mm，查《互换性与技术测量》得，该值公差等级为IT14级。

30mm的上偏差为0，下偏差为-0.52mm，其公差为+0.52mm，查《互换性与技术测量》表知，该值公差等级为IT14级。

38mm的上偏差为0，下偏差为-0.62mm，其公差为+0.62mm，查《互换性与技术测量》表知，该值公差等级为IT14级。

16mm的上偏差为0，下偏差为-0.43mm，其公差为+0.43mm，查《互换性与技术测量》表知，该值公差等级为IT14级。

3.5mm的上偏差为+0.30mm，下偏差为0，其公差为+0.30mm。

孔距尺寸14±0.22 mm、 17±0.22 mm。

图1.2公差数值表

Fig 1.2 tolerance value table

冲裁件的材料，不仅要满足产品性能的技术要求，还要满足冲裁工艺对材料的基本要求。通过以上的分析，得出结论：该材料适合冲裁【5】。

2 确定工艺方案及其结构形式2.1 工艺方案

托板所需的工艺有落料，冲孔两个工艺过程。可以你定以下几个工艺方案。

方案一：先落料后冲孔的单工序模生产。

方案二：冲孔后落料，采用级进模生产。

方案三：采用复合模生产，落料与冲孔复合的方式。

若采用方案一，所用模具结构简单，尺寸较小，需要两幅模架才能生产，工序分散，因为零件很小，所以生产率低，工件尺寸的累积误差会较大，而且这也会影响到孔的定位精度。操作也很麻烦，不方便。

若采用方案二，级进模适合大批量的生产，生产率比较复合模要高一些，这样它能保证零件的尺寸精度和孔的定位精度。可以减少模具和设备的数量，容易实现自动化，换件比较安全。但是无法保证精度，而且需要加上导正销来导正处理。

若采用方案三，既可以保证生产率又可以保证尺寸的位置精度，对件的要求较低，而且复合模相对结构简单，机构紧凑，便于操作。

通过对以上三种冲压工艺的分析，该零件的加工方案采用方案三复合模。

2.2 确定模具的结构形式

模具的结构形式必须要根据冲压的形状精度多个方面的因素进行综合考虑。在满足冲压件质量的前提下，要最大限度的去降低冲压件的生产成本，确定模具的结构形式，必须解决很多问题。

模具的类型的分类，简单模、复合模、级进模等

操作方式的分类及其确定。手工操作、自动化操作、半自动化操作等

进出料方式的确定，压料和卸料方式的确定，要合理的选择精度和方式。

在设计冲裁模是还应该考虑对于模具的维修性能，操作方面与否，安全性能等方面充分的去考虑。例如：冲模的工零件有很多，而且模具的使用寿命相差也是很大的，应该将那些容易磨损的及其易磨损的工作零件做成快换的结构，而且尽量做到可以分制调整和补偿那些容易磨损的件的尺寸。模具的结构应该保证操作者的手不必进入危险的区域，而且还要保证各个活动件的结构尺寸，在其运动范围内不至于压伤操作者的手。

由于选择复合模，复合模的结构形式可以分为正装和倒装两种。复合模机构的选择，需要考虑以下问题。

为了操作方便，如果要求冲孔废料不出现在模具的工作的区域，这时就可以采用倒装的复合模结构，为了方便冲孔废料通过凸凹模孔向下漏出来。

从凸凹模的强度出发，如果凸凹模的壁厚较小时，应该采用正装的结构。

如果凹模的外形尺寸过大时，当上模能够容下下模，就先采用倒装的结构，如果上模容不下凹模时，这时可以考虑正装的结构。

如果制件有较高的平整的要求，采用正装的结构会获得较好的效果。但是采用了弹性的推件装置时，应该先考虑到装的复合模结构。

对以上结构的考虑，为了方便操作，并且提高生产，本次设计采用倒装的复合模结构。

初步选择制件采用刚性的推件装置推出，卸料采用橡胶，采用中间导柱模架

。
9 ~2 Q/ J8 X" T# b

3 模具设计计算3.1 排样

裁件在板条等材料上的布置方法称为排样，排样影响到材料的经济利用率和制件的的质量。排样是模具设计的重要的工作，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。常用与工件的形状很复杂，尺寸要求比较高的排样。

（2）少废料排样：指模具只沿着工件部分外形轮廓冲裁，只在工件之间或是工件与条料侧边之间有搭边的存在。

（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，模具刃口沿条料直线或曲线切下，直接获得工件。

少、无废料排样的材料利用率比较高，有利于一次冲裁多个工件，可以降低冲裁力，但是也有不足，应用的范围有一定的局限性，受到工件的形状结构的限制，会直接影响到工件尺寸的精度，少、无废料排样的缺点是工件质量差，模具寿命不高。所以这两种排样常常用于精度要求不是很高的工件的排样。上述三类排样方法，按工件的外形主要分为直排、斜排、混合排、多行排等形式。 根据本零件的特点，适合采用废料排的方式，这样不仅使冲出的零件达到质量要求，还可以在一定程度上提高材料的利用率。

零件外轮廓尺寸为58x30mm，考虑到操作方便和保证制件精度，决定采用单排有废料排样。

排样中相邻的两个工件之间或者是工件与条料边缘之间的余料称之为搭边。它的作用是补偿定位误差，防止条料的误差对冲裁影响，避免冲裁出残缺的废品。还要保持条料有一定的强度和刚度，提高模具的使用寿命和工作断面的质量，使得受力达到平衡。

搭边也要有合理的数值，如果搭边数值过大，那么材料的利用率会降低，材料浪费的情况出现。搭边数值过小，材料的利用率虽然会很高，但是如果过小会不能够发挥材料搭边的作用。在冲裁过程会造成拉断，送料困难，工件产生毛刺的问题的出现，有时还会出现模具刃口损坏，模具的寿命降低等现象。为防止这一类情况的出现，搭边的最小的宽度取毛坯的厚度。

选择搭边的数值需要考虑很多因素。考虑材料的力学性能，对于塑性好的材料，搭边的数值要大一些，硬度和刚度大的材料，搭边数值要小一些。 材料的厚度越大，搭边的数值也要大。工件的外形尺寸越是复杂，搭边数值也要大一些，当用手工送料时，右侧压板导向的搭边值可以相应的小一些。当然搭边数值没有绝对，可以根据经验确定【6】。

查课本表可以确定它的搭边值。根据厚度两工件间按矩形取其搭边值a=2mm，而侧边则按圆形取其搭边值b=1.5mm【7】。

步距 模具的步距

S=D+a （3.1）

式中S是步距；

D是工件平行于送料的方向的尺寸；

a 是两个工件之间的搭边值。

可得到条料的宽度B的计算公式

= （3.2）

式中 B是条料的宽度；

D是工件垂直于送料的方向的最大尺寸；

b是侧边的搭边值；

是条料宽度的公差。

得 = =

由此，可以画出排样图3.1【8】。

图3.1排样

Fig 3.1 layout

3.2 计算材料的利用率

裁是模具设计中的一项很重要的工作，冲压件大批量生产中成本很重要，毛坯材料费用大约占百分之六十以上，排样的意义就是在于合理的利用原材料。衡量排样的经济性和合理性的指标就是材料的利用率。对于简单形状的工件，可以用计算来选择一个比较合理的排样的方式，计算其利用率。

步距S=30+a=30+2=32mm

根据所确定的搭边值和步距，选用板料规格为2mm900mm1800mm，采用纵裁，剪切条料尺寸为61mm900mm。

一块板可裁的条数：=1800/61=29条，余31mm

每条可冲零件的个数：=900/32=28个，余4mm

每板可冲零件的个数：n==812个

托板面积 A0 =3.1488+64+3830-43.141.751.75=1366.5

材料利用为

η=100％ (3.3)

=8121366.5/9001800100％

=68.5％

3.3 压力中心的确定

冲裁力合力的作用点称为冲模的压力中心。设计模具时，应该使得冲模的压力中心与压力机的滑块的中心相重合，也就是冲模的模柄中心应该与冲模的压力中心一致，这样才能够保证冲模在压力机上正常平稳的进行冲制工作。如果无法保证压力中心与滑块的中心线相重合，那样就会有偏裁力的出现。

通常是利用求平行力系合力作用点的方法来确定模具的压力中心。就是所用的解析法和图解法。

简单零件的压力中心与工件的重心重合。此零件是对称的件，结构简单，所以压力中心就是工件的几何中心。

3.4 冲裁力的计算

在冲裁过程，总的冲压力是包括冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总和。计算冲裁力是为了合理的选择压力机和设计模具，要求压力计的吨位必须大于所计算的冲裁力。

冲裁力是冲裁时凸模与凹模的相对运动使得工件与板料分离所需的力，它与材料的厚度、工件的周边的长度、及其材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具和选择压力机的参数。

冲裁力的计算公式

F=KLtτ （3.4）

式子中L是冲裁件的周边长度；

t是材料的厚度 ；

τ是材料的抗剪强度；

K是系数，一般取1.3。

所以 F=1.3x2x300x162.26=126566N

采用弹性卸料装置和下出料的方式

=F++ （3.5）

其中F是冲裁力；

是推件力。

卸料力计算

=F （3.6）

得知=0.04

所以 =0.04126566=5062.6N

推件力计算

=Fn （3.7）

式中 n是工件个数，

是推件力系数。

所以 =30.055126566=20883N

得出=126566+20883+5062=152511N

3.5 选择压力机

根据所要完成的冲压工艺过程、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和尺寸精度要求等来选定设备及类型。

开式曲柄压力机的刚度差较差，但它制造使用成本低，且有三个方向可以自有操作的优点，所以被广泛应用于中小型冲裁件、弯曲模、拉深模的生产中。

闭式曲柄压力机刚度比较开式曲柄压力机要好，而且精度也要高，但是它只能靠两个方向操作，主要适用于大中型件的生产。 双动曲柄压力机上有两个滑块，压边可靠而且易调节，常常适用于较复杂的大中型拉深件的生产。 综合以上的考虑，确定采用开式曲柄压力机。

根据压力机公称压力

P1.3F （3.8）

式中 P是压力机的公称压力，

F是总的冲裁力。

得知，P1.3152511N ，选择J23-25开式双柱可倾压力机，压力机的参数如下

公称压力 250KN

滑块行程 65mm

最大闭合高度 270mm

最大装模高度 220mm

模柄孔尺寸 4060mm

连杆调节长度55mm

垫板尺寸 50200mm

最大倾斜角度

4 冲裁模工作部分的设计4.1 冲裁间隙

冲裁间隙是指冲裁中凸模和凹模刃口之间的空隙。冲裁间隙对冲裁过程有很大影响。此外，间隙对冲压力和模具的寿命也有较大的影响。间隙很小时，材料的挤压和摩擦作用增强，冲裁力必然变大。会造成断裂分离，因此会使冲裁力减小。

冲裁间隙的确定我们取合理间隙，这个合理间隙有最大值和最小值。在设计和制造模具是通常会取最小的合理间隙。确定合理间隙的方法有两种。理论计算法和经验确定的法【9】。

冲裁间隙对模具的寿命有影响，模具的寿命是用模具失效前所冲得的合格冲裁件的数量来表示的，失效的形式有很多，常见的失效的形式有磨损变形和凹模涨裂。间隙的大小对模具的磨损和凹模的涨裂产生了很大的影响。模具刃口磨损后，会使得刃口钝化，间隙会增加，这样导致制件的尺寸精度降低，断面会粗糙。刃口的钝化会使裂纹发生点由刃口端面向侧面移动，产生毛刺，毛刺产生在件，所以必须要注意尽可能的减少模具的磨损。

从以上的分析力可以看出，冲裁间隙对冲裁件的质量和寿命都有很大的影响，但是这种影响是不能提前预知的，在冲压的实际的生产中，为了获得的合格的冲裁件并且还要保证模具的寿命必须选择合理间隙。

这里采用经验的方法来确定间隙值。取最大合理间隙0.36mm，最小合理间隙为0.25mm。

满足所有的设计要求的合理间隙是不可能存在的，必须经过综合分析取舍的这样才能改善模具的工作条件，又可以获得显著的经济效果。在模具设计和制造时才可以顺利进行。

4.2 凸模和凹模尺寸的确定

冲裁件的尺寸精度主要取决于模具刃口的尺寸精度，合理间隙的数值必须依靠模具刃口的尺寸及公差来确定。正确确定人口的公差及其尺寸，将会影响到冲裁生产的经济效果。

计算原则是这样的，落料时，应该按照凹模刃口尺寸为基准。凸模的基本尺寸应该是用凹模基本尺寸减去最小合理间隙。冲孔时，应该按照凸模刃口尺寸为基准，凹模的基本尺寸是用凸模的基本尺寸加上最小合理间隙。

4.2.1 落料时尺寸的计算

落料时是以凹模为基准件来配作凸模的，在使用过程中凹模刃口尺寸有变大、变小和不变这三种情况。

变大的尺寸有58 38 30 16 R8

均未注公差，按IT14查公差表确定其余公差，为保证R8与尺寸为16的轮廓线相切,R8的凹模尺寸取16的凹模尺寸的一半,公差也取一半。得到尺寸为、、、、

落料时的计算

= （4.1）

式中 ；

D是落料见得标称尺寸；

X是系数；

凹模的制造公差。

将数据代入公式得出

==mm

==

==mm

==mm

==mm

凹模磨损后所有的尺寸都没有变小 所以没有b没尺寸的计算

尺寸不变的是14 和17，按IT14查公差表确定其公差，各尺寸为：14±0.22mm，17±0.22 mm。

凹模孔的中心距计算

=（） （4.2）

=（13.78+0.50.44）±0.50.44/4=14±0.055mm

=（16.78+0.50.44）±0.50.44/4=17±0.055mm

4.2.2 冲孔时尺寸的计算

冲孔时以凸模为基准来设计。其中Φ3.5没有标注公差，按IT14查公差表确定公差，用基孔制表示Φ

计算公式

= （4.3）

= （4.4）

式中是冲孔凸模直径；

是凹模直径；

Z 是最小间隙；

其他符号同上。

查表（《冷冲压工艺及模具设计》）中得到：δp=0.02mm，δd=0.03mm，

校核条件【10】：

||+ |δd|=0.02+0.03=0.05mm

(-Zmin)=0.36-0.25=0.11mm

满足条件||+ |δd |≤(-Zmin)

将已知数据代入公式，得到

==mm

==mm

5 各主要零件尺寸的确定

冲裁零件分为工艺零件和结构零件两大类。工艺零件是直接参与完成工艺过程并且与板料或者冲裁件直接发生作用的零件，它包括了工作零件和定位零件。结构零件是将工艺零件连接起来构成一个完整的整体的零件，包括固定零件和导向零件【11】。

5.1 凹模轮廓尺寸的确定

对于多孔型凹模，计算公式如下，此公式是经验公式 。

凹模的厚度H的确定

（≥15mm） （5.1）

式中b——冲压件最大外形尺寸，

K——系数，考虑板材厚度的影响，其值可查下表得K=0.28

H=0.2858=16.24mm 可以取H=25mm

图5.1 系数

Fig 5.1 coefficient

凹模的壁厚

(≥30~40mm) （5.2）

计算得C=24.36~32.48mm ， 这里选取c为30mm

凹模长度L的确定工件b=58mm

L=b+2c=58+230=118mm

凹模宽度B的确定

B=l+2c (5.3)

式中l是工件尺寸。

带入数据计算 30+3090mm

以上算得的凹模轮廓尺寸为125

凹模的刃口形式有直筒式和锥形式两种，选用时要根据冲件的形状和尺寸精度具体来决定。直筒式强度较高，修磨后刃口尺寸不变或者变化很小。锥形的刃口强度小，修磨后刃口尺寸有所增加。此设计凹模的刃口采用直筒式。

5.2 凸模长度的确定

凸模的长度根据模具的结构设计来确定，还要考虑凸模的修模量及其卸料板的距离等，因为本模具设计采用的是弹性卸料的方式，凸模采用的是固定板的固定方式，所以凸模计算公式可以如下

L=+ （5.4）

式子中 是凸模固定板的长度，

是凹模的厚度。

L=25+16=41mm ，凸模设计成圆形凸模，采用凸缘固定凸模，长度和刚度都满足要求。

5.3 凸凹模的长度的确定

凸凹模是复合模主要的工作零件。凸凹模内外缘的壁厚是由冲件边距确定的，所以当冲件冲边距较小时必须要考虑凸凹模的强度，凸凹模的强度如果不能达到要求，那么就不能采用复合模进行冲裁。正装的复合模以为凸凹模内孔不会积存废料，胀力相对较小，壁厚可以选择的小一些，而到装的复合模凸凹模一般内孔不会积存废料，胀力大，最小的壁厚可以大一些【12】。

凸凹模采用的是直接的固定板的固定，其长度取47mm。凸凹模要保证最小壁厚，目前，最小凹凸模的最小壁厚按经验数据确定，倒装式复合模可以查表2-50，最小壁厚为4.9mm，在设计时采用5mm。

5.4 凸模固定板和垫板的尺寸设计

凸模固定板的作用是将凸模固定在上模座的正确位置上。凸模固定板一般为圆形或者是矩形，外形尺寸通常与凹模一致。

凸模固定板和垫板的长度和宽度可以设计成和凹模外形尺寸相同。固定板要有足够的厚度，这样才能保证紧固并有良好的垂直度。可以按照经验公式计算 H=(1.0~1.5) （5.5）

式子中D是凸模的直径， 所以凸模固定板的厚度选择16mm

当材料很厚或者外形很小时，冲压中凸模上端面对模板作用有较大的单位压力时，需要设置垫板。垫板选择10mm，.固定板与凸模或凸凹模之间为H7/n6或者m6配合，满足设计要求。

5.5 定位零件5.5.1 挡料销

挡料销的作用是限定条料送进的距离，挡住条料的搭边或者是工件的轮廓。常见的挡料销有四种形式：固定挡料销、活动挡料销、自动挡料销和始用挡料销。固定挡料销分为圆形和钩形两种，固定挡料销常常安装在凹模上，用来控制条料的进距，它的特点是结构相对简单，制造比较方便。由于它是安装在凹模上，安装孔可能会造成凹模强度的减弱，常用的结构有圆形和钩形挡料销。自动挡料销送料时，无需将料抬起或后拉，只要冲裁后将料往前推便能自动挡料，所以常用于连续送料冲压。活动挡料销后端带有弹簧或弹簧片，挡料销能自由活动，常用在带弹性卸料板的结构中，在倒装复合模中最为常用。始用挡料销也称为临时挡料销，常常用于级进模中冲压的首次定位，可以提高利用率。

5.5.2 导正销

主要在级进模中导正销通常与挡料销配合使用，以减少定位误差，来保证孔与外形的相对位置尺寸精度要求。它装在第二工位以后的凸模上，在冲压前插入已经冲好的孔中，使得孔与外缘相对位置对准，然后再来冲孔，消除了送料和导向引起的误差，起到准确的定位作用。

5.5.3 侧刃定距

它大多用于在级进模设计中，这种装置是切去条料旁边少有的材料料达到目的。定距的侧刀挡料的缺点自然是浪费了一部分的材料，只能用在冲制窄形的制件和某些无废的排样中，用别的挡料形式困难时采用。冲压厚度较薄的材料就常常采用级进模，就会采用这样的定位方式。

5.5.4 定位板和定位销

常常用于单个坯料的设计或者是工序件的定位。一般用于单个零件的定位，其定位方式有两种。外缘定位和孔的定位，这种方式要具体分析，根据材料和尺寸来选择。

5.5.5 导料件

主要是指的是导料板或者侧压板，导料板和侧压板可以做成一个整体，对条料或者带料送料时起到导正作用，条料的送料方向是条料靠着一侧导料板，沿着设计的送料方向导向送料，为使条料靠紧一侧的导料板，保证送料的精度，可采用侧压装置。

因为该模具使用的是条料，所以导料采用导料板，因为本次模具设计采用固定卸料板与导料板结合为一体，所以采用挡料销控制送料进距。

挡料销，当凹模安装在上模时，由于考虑到凹模的强度进行必要的热处理【13】，因此在位于下模的卸料板上采用挡料销来定位。

5.5.6 卸料和出件装置

卸料和出件装置的作用是当冲模完成一次冲压之后，把冲件或者是废料从模具工作零件上卸下来，以方便冲压工作能够继续进行。 采用弹性卸料装置，由卸料板卸料螺钉和卸料元件组成。

刚性卸料是采用固定卸料板卸料，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时，与凸模的间隙随着材料厚度的增加而增大，单面间隙取(0.2～0.5)t；当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时，卸料板与凸模的配合间隙应小于冲裁间隙。此时要求卸料后凸模不能完全脱离卸料板，保证凸模与卸料板配合大于5mm。

常用的固定卸料板有几种：卸料与导料为一体的整体式卸料板；卸料板与导料板分开的组合式卸料板（在冲裁中应用最广泛）；用于窄长零件的冲孔或切口卸件的悬臂式卸料板；在冲孔底部用来卸空心件或弯曲的拱形卸料板。

弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁料厚在1.5mm以下的板料。由于有压料作用，冲裁比较平整。弹压卸料与弹性元件、卸料螺钉组成弹性卸料装置，卸料板与凸模配合的单边间隙选择(0.1～0.2)t，若弹压卸料板还要起到对凸模的导向作用，二者的配合应小于冲裁间隙。弹性元件的选择应满足卸料力和冲模结构要求。

出件装置有刚性推件和弹性推件装置两种。

推件和顶件的作用是将制件从凹模中推出来（凹模在上模）或顶出（凹模在写模）。推件力是通过压力机的横梁作用在一些传力元件上，使推件力传递到推件板上将制品（或废料）推出凹模。推板的形状和推杆的位置应根据被推材料的尺寸和形状来确定。设计在下模的弹性顶件装置，通过凸模下压使弹性元件在冲压时储存能量，模具回程时顶件器的弹性元件释放能量，顶件块将废料从凹模中顶出。

模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。

倒装式复合模的刚性推件装置的结构，推杆与凸模轴线重合的方式。

托板冲压件的工艺及模具设计

山东理工大学毕业设计

推件块的外形尺寸较小，外形尺寸较简单，推件块外形与凹模之间采用间隙配合H8/f8，推件块内孔与凸模采用非配合工序。

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6 其他零件的选择6.1模架的选择

模架是上模座下模座导柱和导套的组合体。模架的导向用导柱和导套间的配合性质，模架可以分为滑动导向和滚动导向模架两种，根据受力情况，上模板厚度可以比下模板的厚度小5~10mm。对于大型非标准模座，还需根据实际需要，按铸造工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。模架的外形尺寸也有相应规定。上、下模座的导柱、导套安装孔的位置尺寸必须一致，其孔间距公差要求在0.01mm以内。模座上、下面的平行度，以及导柱导套安装孔与模座上、下面的垂直度等要求应符合有关规定。

根据以上的要求 ，选择模架。

（1）对角模架，由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳，起对角导柱模架上下模座工作平面的横向尺寸一般大于纵向的尺寸，常用与横向送料的级进模或者纵向送料的单工序模和复合模中。

（2）采用后侧导柱模架，由于前后与左右不受限制，送料和操作比较简单，因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导柱和导套的单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能采用浮动模柄。

（3）四导柱模架，具有导向平稳和导向准确的优点。常用与冲压件尺寸较大或者精度较高的冲压零件，以及生产用的自动冲压模具。

（4）中间导柱模架，导柱安装在模具的对称线上，导向准确可靠和滑动平稳。但只能用于纵向送料，一般用于单工序模和复合模。

通过对以上四个方案的比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具的寿命和工件的质量，该模具采用中间导柱的导向方式，所以方案四最佳。

下模的导向，在凸模与凹模开始作用前，或者压料板接触到制件前就应充分合上，以确保导向在冲压工件时就已经发挥正常的作用。导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱的上端面与上模座顶面距离不小于10~15mm.而下模座底端与导柱底面的距离不小于5mm。

上模座为12512535mm 下模座125 125 45mm 导柱选用22130mm导套选用228533mm

模具的闭合高度为上模座下模座凸凹模凹模凸模垫板等厚度的总和

H=10+16+25+47+35+45+2=180mm

6.2紧固件的选择

冲模中用到的紧固件主要是螺钉和销钉，其中螺钉起到了联结固定作用，销钉起到了定位的作用，螺钉和销钉都是标准件。冲模采用的螺钉事故内六角螺钉，紧固可靠，螺钉头不外露，模具外形美观，销钉用的是圆柱销。

设计时要考虑以下问题，同一组合中，螺钉的数量不能少于三个，并且要均匀分布，以保证定位可靠。螺钉要保证与外缘的距离，其次还要保证配合，并进行相应的处理。

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