接触簧片级进模设计

2021年1月27日发(作者：郁睿生)
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接触簧片级进模设计

摘

要

冲压制品已在工 业
,
农业
,
国防和日常生活中的方面得到广泛应用
,
特别是 在

机
械业中则为突出。机械产品的外壳大部分是冲压制品
,
产品性 能的提高要求高素质的
冲压模具和冲压性能
,
成型工艺和制品的设计。
冲压制品的成型方法很多
.
其主要用于是冲孔
,
落料
,
弯曲
,
拉伸等
.
而冲压

模
,
约
占成型总数的
60%
以上。当然如利用电气控制
,
可实现半自动化或自动化作 业。

冷冲冲裁模主要用于金属制品的成型
,
它是冲压制品生产中十分重要的工艺装

置
.
冲压模的基本组成是
:
上下模座、下模垫板、下模固定板、凹模 镶块、抬料钉、导
料板、卸料板、导柱导套、卸料板弹钉、卸料板等。

冲裁模成型的广泛适用
,
正是我这个设计的根本出发点。

本文是对 接触簧片级进模的设计，
第二章进行了工艺分析和三种排样方法的对比
选择；
在第三章 进行了冲压力和冲压中心的计算；
第四章主要进行了模具的结构设计，
包括凸凹模、凸模固定板 、垫板、卸料部分、凸凹模工作尺寸及冲裁间隙；另外在第
六章进行了剩余模具零件的设计和强度校核。


关键词
:
接触簧片；冲裁件；冲压模；级进模


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Reed contacts Progressive Die Design
Abstract

Stamping products has been extensively applied in the industry, agriculture, national
defense
and
in
the
daily
lives
of
area,
especially
in
the
machinery
industry.
Mechanical
products
is
the
most
pressing
housing
products,
and
the
improvement
of
product
performance requires of high-quality performance stamping molds ,stamping,process and
product design.

There are many ways of molding products of stamping. Piercing is mainly used for
blanking, bending, stretching, etc. And Stamping molds almost form more than 60 percent
of the total number. For example ,Electrical Control can be realized as semiautomatic or
automatic operation.

Cold-metal
stamping
die
mainly
used
for
the
molding
products,
and
it
is
very
important
in
the
production
of
stamping
technology
devices.
The
basic
component
of
stamping molds is block model from top to bottom, mould plate, fixed-plate of mould plate,
die inserts, raising nails,
I. plate , plate unloading I.
Introduction sets column, unloading
bombs nail plate, plate Discharge and so on.

The
widely
application
of
blanking
moulding
is
exactly
the
basic
perpose
of
my
design.

This paper is to contact reeds progressive die design, the second chapter of the
technological analysis and three arrangement way of comparative choice; In the third
chapter at the center of the pressure and stamping computation; The fourth chapter
basically the die structure design, including the punch die and punch, fixed plate, plate,
unloaded parts, die and punch the size and work cutting clearance; In addition to the
remaining in chapter 6 mould parts design and intensity.


Key

wards:
Contact reeds
；

Blanking pieces
；

stamping mold
；

progressive die



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目

录

第
1
章

绪论
........ .................................................. .
1
1.1

国内外级进模发展的现状
............................................
1
1.2

研究目的和意义
...................... ..............................
2
1.3
研究内容和方法

.
.................. ..................................
2
第
2
章

工艺分析、排样设计及方案比对确定

................................
4
2.1

零件的工艺性分析
..................................................
4
2.2

排样图设计
.................. ......................................
5
2.3

方案比较和确定
...................... ..............................
5
2.4

本章小结
..................................... .....................
6
第
3
章

冲压力及压力中心

............................. ...................
7
3.1

冲压力计算

................................ ............................
7
3.2

压力中心计算
................................... ...................
8
3.3

本章小结
.................................................. ........
9
第
4
章

模具结构设计
.................................................. .
10
4.1

凹模厚度
................ .........................................
10
4.2

凸模固定板的厚度
.................................................
10
4.3

垫板的采用和厚度
.................................................
11
4.4

卸料零件的计算
............... ....................................
11
4.5

推件力的计算
....................... ..............................
11
4.6

计算凹凸模工作部分尺寸
...........................................
12
4.7

冲裁间隙
......................... ................................
15
4.8

本章小结
......................... ................................
15
第
5
章

模具零件设计及强度校核

.........................................
16

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5.1

模架
........................... ..................................
16
5.2

凸凹模
.......................... .................................
16
5.3

卸料零件的设计
...................... .............................
25
5.4

导料板的设计
................................... ..................
28
5.5

定位装置
.................................................. .......
28
5.6

连接与固定零件的设计
.............................................
30
5.7

导向零件的设计与标准
.............................................
32
5.8

标准架的选用
................ .....................................
32
5.9

模具材料的选用
...................... .............................
32
5.10

本章小结
..................................... ...................
33
第
6
章

模具制造工艺
................................... ................
34
6.1

级进模的装配精度要点
.............................................
34
6.2

本章小结
.................. .......................................
35
结

论
............................. ...................................
36
致

谢
............................. ...................................
37
参考文献
..................................... .........................
38

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第
1
章

绪论

模具是现代化的生产重要工艺装 备，
在国民经济的各个部门都越来越多地依模具
来进行生产加工，越来越引起人们的重视，模具 也趋向标准化。

随着模具的迅速发展，
在现代工业生产中，
模具已经成为生 产各种工业产品不可
缺少的重要工艺设备。
这次毕业设计是在学习完所有机械课程的基础上进行 的，
是对
我综合能力的考核，是对我所学知识的综合运用，也是对我所学知识的回顾与检查。< br>
本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生
产周期 、及生产成本指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我表示衷
心的感谢他们对我的教诲。

冲模是模具设计制造专业的主要专业课程之一。它具有很强的实践性和综合性，
通过 学习这门课程，
使我对冲压模具有了新的认识，
从中也学到了不少知识，
激发了
我对冲压模具的爱好。

但因本人经验有限，
因此很难避免的存在一些不合理之处，
望各位老师批评和指
正，以使我的毕业设计做到合理，同时也为我走出校门步入社会打下坚实的 基础。

1.1

国内外级进模发展的现状

模具是制造 业的一种基本工艺设备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）
的流动，使之形成所需要的形体。用 模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消
耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
< br>模具工业是国民经济的基础工业，
是国际上公认的关键工业。
模具生产技术水平
的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，
它在很大程度上决定着产品的
质量，效益和新产品的开发能力。
振兴和发展我国的模具工业，
正日益受到人们的关
注。 早在
1989
年
3
月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将 模具
列为机械工业技术改造序列的第一位。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部 分，又是高新技术产业化的重要领域。
模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空等工业领域里，日益 成为使用最广泛的
主要工艺装备，它承担了这些工业领域中
60%-90%
的产品的零 件、组件和部件的成
产加工。

模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，
仅以汽车、
摩托车行业的模具市场
为例。汽车、摩托车是模具最大的市场，在工业发达的国家， 这一市场占整个模具市
场一半左右。
汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，
汽车 工业重点是发展零部

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件，
经济型轿车和重型汽车，
汽车模具作为发展重点，
已在汽车工业产业政策 中得到
了明确。汽车基本车型不断增加，
2005
就达到
170
种。 一个型号的汽车所需要的模
具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型 时约有
80%
的模具需要更换。中国摩托车产量居世界第一，据统计，中国摩托车共有
14
种
排量，
80
多个车型，
1000
多个型号。单辆摩托 车约有零件
2000
种，共计
5000
多个，
其中一半以上需要模具 生产。一个型号的摩托车生产需要
1000
副模具，总价值为一
千多万元。其他行业， 如电子及通讯、家电、建筑等，也存在巨大的模具市场。

目前世界模具市场供不应求，模具的 主要出口国是美国、日本、法国、瑞士等。
中国模具出口数量极少，
但中国模具钳工技术水平高 ，
劳动成本低，只要配备一些先
进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外 贸渠道，模具出口将
会有很大发展。
研究和发展模具技术，
提高模具水平，
对 于促进国民经济的发展有着
特别重要的意义。

1.2

研究目的和意义

课题目的是使学生通过该课题的毕业设计，
对大学所学知识 的一次综合运用和系
统实践，
培养学生将知识转化为生产力的能力。
学生通过分析和计 算确定冲压模具的
结构和工艺。
通过检索、
收集和整理典型冲裁零件和弯曲零件及工艺 的有关资料，
确
定整体设计方案，
进行工艺分析和工艺设计，
选择相关设备并 设计相应模具。
最终生
成能切合实际的、
较完整的模具图纸，
并写出说明书。
在时间充足的情况下利用三维
造型软件将该模具进行三维实体造型。

此工件 是电插座里的接触簧片。
其应用非常广泛，
接触簧片级进模的设计实现了
接触簧片的连 续快速生产，缩短了生产时间，减少了生产成本。

1.3

研究内容和方法

本设计为接触簧片的级进模设计，工件为接触簧片，材料为金属条料。

设计为多工位 级进模，有六个工位，实现了高速自动冲裁
,
进而提高材料利用率
和生产效率。

排样采用采用纵向方向排样，
冲裁工序能够由一步工序完成，
通过先切边冲孔然< br>后弯曲再落料，这样设计结构合理，可以较为简单的完成生产。

其次是模具的分析设计，包括相关计算、

压力机的选用压力机选用原则压力机
主要参数。凸模、凹模的制造工艺分析等。凸模的设计、凹模设计、模架设计、定位
装置、压料、卸料 及出件和其他零件的设计、导向零件、导料装置、紧固零件。尺寸
公差及表面粗糙度自动送料装置等。< br>
由于经验不够，
全部设计均为参考材料结合自身所学而得，
通过毕业设计，< br>训练

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和提高我们的设计技能，
包括搜集资料、
学习资料和应用资料的能力；
查阅设计手册
和有关参考文献的技能；设计计算、绘图及编写技术文件的能力。


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第
2
章

工艺分析、排样设计及方案比对确定

2.1

零件的工艺性分析

此工件采用的材料为弹簧钢带，在生产和包装的整个过程都不可直接用手接触条
料和工件，防止工件氧化，并且在生产和运输过程中 不能使条料和工件弯曲变形。

工件的形状比较复杂，
要求精度较高，
整个工 件整体上有四处弯曲。
零件尺寸公
差无特殊要求，按
IT10
级选取。主要工 序有冲孔、冲裁、成形、弯曲。模具若采用
单工序模，供需很多，工件小，手工操作，定位难达到要求， 质量难以保证。若采用
复合模，
不能同时完成工件的冲裁和弯曲。
而且该工件属于定型 产品中的零件，
大批
量生产，因而适宜采用多工位级进模生产。难点与解决方案：
< br>（
1
）零件外形复杂且精度要求高，冲裁外轮廓的异形凸凹模加工难度很大、刃
口的寿命难以保证。

解决方案：
合理设计工作零件的结构形式，
用光学成型 磨床加工异形凸凹模，
选
择性能好的材料提高寿命。

（
2
）产品有两道弯曲，并且弯曲部位的形状精度要求高，对弯曲的垂直度有要
求，
在高速成形状态 下，
当弯曲卸载时，
变形金属没有足够的时间定形以至很容易产
生弯曲回弹，弯曲部位 形状精度难以保证。

解决方案：增加整形工步，增加工艺性考虑使弯曲尽量为对称弯曲。

（
3
）产品在弯曲部分对圆角有要求，有些弯曲部分为内直角。

解决方案：增加整形工序，凸模为整形凸模。


图
2-1

工件图


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2.2

排样图设计

接触簧片是大批量生产，
冲压材料使用弹簧钢带，
料宽 为
33
mm
，
误差为
?
0
.
2
m m
。
排样图如图所示，排样图为
7
个工位，各个工位的工序内容如下：

第一工位：由侧刃切边定位；

第二工位：冲出工件上的圆孔、槽及两个工件之间的分离长槽；

第三工位：空工位；

第四工位：两次压弯；

第五工位：空工位；

第六工位：切断。

2.3

方案比较和确定

排样设计方案一，
要求连续模生产：
采用横向方案 排样。
但由于工件的横向长度
太小，就只有
10
mm
，而纵向长度有
29
mm
，加工起来比较困难，故不采用。

排样设计方案二，要求 连续模生产：采用纵向方向排样。由于零件较为细长，但
冲裁工序还是能由一步工序完成。
由于 弯曲形状比较简单，
因此用一步弯曲，
而不使
用二步弯曲，
由于工件只有一个 孔，
所以模具可以不使用额外的定位工序，
只要通过
此孔就可以实现。
所以通 过先切边冲孔然后弯曲再落料，
这样设计结构合理，
可以较
为简单的完成生产。采用该 设计方案。

排样设计方案三，要求连续模生产：采用纵向方向排样。由于零件较为细长，但< br>冲裁工序还是能由一步工序完成。
由于弯曲形状比较简单，
因此用一步弯曲，
而 不使
用二步弯曲，
由于工件只有一个孔，
所以模具可以不使用额外的定位工序，
只要通过
此孔就可以实现。
工序顺序由冲孔弯曲再落料，
由于没有先切边定位，会造成定位上
的偏差和设计上的不便，故不采用。

具体排样如下图所示：


图
2-2
排样图

送料为自动送料，由侧刃切边、冲裁孔导正。


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2.4

本章小结

本章对工件进行了工艺分析，
并对三种排样方法进行了比较，最终采用采用纵向
方向排样。



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第
3
章

冲压力及压力中心

3.1

冲压力计算

3.1.1

冲裁力

冲裁力是冲 压过程中凸模对板料的压力，
它是随凸模行程而变化的，
对冲裁力有
直接影响的因素主 要是板料的力学性能，
厚度与冲裁件轮廓周长，
但是，
冲裁间隙刃
口锋利程度 、
冲裁速度、
润滑情况等也对冲裁力有较大影响。
综合考虑上述影响因素，
参 考文献
1
。式
(
3-25
)
得冲裁力公式：
F
1
?
K
?
L
?
?
?
? (
3-1
)
式中，
K
：系数，通常取
1.3
；

L
：冲裁件的周边长度。取


L
?
?
3
.
312
?
12
?
?
2
?
4
?
17
.
945
?
2
?
4
?126
.
13
(
3-2
)
?
：冲裁件的料厚。取
0.5
mm
?
：冲裁件的抗剪强度。查得

?
?
157
MP
[
2
]

将以上 数值代入上式得：
F
1
?
1287
N
。

【
1
】
冲裁力
F
1
是零件外轮廓的力，冲内孔的力
F
2
则应按式（
3-26
）计算，


F2
?
?
?
d
?
?
?
?
b (
3-3
)
式中，< br>?
b
：冲裁件的抗拉强度
【
2
】
。参考表（
8-2
）可得
?
b
?
196
Mpa
；

d
：冲裁件直径。取
d
?
3
mm
；
?
：材料厚度。取
?
?
0
.
5
mm
；

?
取
3.14.
将其代入上式得
F
2
?
923
.
16
N
。

3.1.2

弯曲力

二个部位的弯曲均属于自由弯曲，弯曲力由下式计算：


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！

0
.
6
Kbt
2
?
b

F
?
(3-4) r
?
t
式中安全因数
K
?
1
.
3，抗拉强度
?
b
?
196
MP
，半角半径
r< br>?
1
mm
，弯曲材料厚度
t
?
0
.
5
mm
，弯曲件的宽度
b
?
12
mm
。

由上式可计算出两个部分的弯曲力都为
305.8N
。

3.1.3

卸料力

卸料力按公式
3-5
：

F
卸
?
K
卸
F
(3-5)
公式中
K
卸
——卸料力因数，其值由表
2-15
【
4
】
查得
K
卸
?
0
.
07< br>，则：

F
卸
?
K
卸
F
?
12872
N
?
0
.
07
?
901
.04
N

3.1.4

推件力

垂直于凹模平面的刃壁。其高度
h
，可按下列规则计算：

冲件料厚
t
?
3
mm
，
h
?
3
mm
；

但凹模需要更长寿命，
刃壁高度
h
可以比上述增加，
并带有斜度，
以利于工件或
废料落下。

所以综上所述，

h
?
9
mm

F
推
?
n
?
K
推
?
F
总
(3-6)
由上可知，刃口形式采用锥形刃口形式，故塞在凹模孔口内的冲件数取
n
?
h
/
t
?
18
，
参考文献
1
表 （
3-16
）
，根据料厚
t
?
0
.
5mm
，可查得：系数
K
推
?
0
.
03
mm
；则
F
推
?
7116
.
12
N
?
1
?

以上四项冲压力的总和为：

F
总?
12872
?
923
.
16
?
305
.
8
?
2
?
901
.
04
?
7 116
.
12
?
22424
N
(3-7)
3.2

压力中心计算

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的 作用点位置。
为了确保压力机和模具的
正常工作，对于带有模柄的冲压模，压力中心应通过模柄 的轴心线。


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X
0
?
L
1
X
1
?
L
2
X
2
?
...
?
L
n
X
n

L
1< br>?
L
2
?
...
?
L
n

Y
?
具体位置详见装配图


L
1
Y1
?
L
2
Y
2
?
...
?
L
n
Y
n
(3-8)
L
1
?
L
2
?
...
?
L
n
3.3

本章小结

本章对冲压力及压力中心进行了计算，通 过查表和公式，最终确定冲裁力为
923.16
N
；弯曲力为
305.8N
；卸料力为
901.04
；冲压力总和为
22424
N
。



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第
4
章

模具结构设计

根据先前的排样图得出模具的基本结构


图
4-1
基本结构图

各主要零件的尺寸计算

4.1

凹模厚度

按公式：

H
?< br>?
Kb
?
15
?
mm
计算，其中
b
?
33
.
12
mm
，查表得
K
?
0
.
3
，故


H
?
Kb
?
0
.
3
?
33
.
12
?
9
.
936
?
?
15
?
mm< br>
（
4-1
）

但该工件上还需冲较 小的小孔和切边弯曲，
且均在同一凹模上进行，
所以凹模厚度应
适当增加，故取
H=20mm
。

按公式：


C
?
?
1
.
5
~
2
?
H
?
30~
40
mm

（
4-2
）

综合考虑取
C
?
31
mm
。

根据工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸；

长度×宽度为
125
mm
?
100
mm
。

4.2

凸模固定板的厚度

H
1
?
0
.
8
H
?
0
.
8
?
20
mm
?
16
mm
，实际取整数为
20
mm
。


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4.3

垫板的采用和厚度

是否采用垫板，
以承压面娇 小的凸模进行计算，
冲最小圆孔的凸模承压面的尺寸，
如图
2-1
所示。按公 式，其承压力

?
?
F
923.
16
=
= 130.64
MP

（
4-3
）

A
3.
14
?
1.5
2
查表
2-39【
9
】
得，弹簧钢带的
为
90
～
140
MP
。

【
?
P
】
刚在允许范围内，因此需采用 垫板，垫板厚度取
8mm
。

4.4

卸料零件的计算

该模具采用弹性卸料装置。

卸料力按公式
2-10
：

F
卸
?
K
卸
F

（
4-4
）

公式中
F
卸
——卸料力因数 ，其值由表
2-15
【
4
】
查得
K
卸
?< br>0
.
07
，则：

F
卸
?
K
卸
F
?
12872
N
?
0
.
07
?
901
.
04
N

卸料装置初定
4
跟弹簧，则每根弹簧分担的卸料力为：


F
预
?
F
卸
?
225
.
26N

（
4-5
）

n
4.5

推件力的计算

垂直于凹模平面的刃壁。其高度
h
，可按下列规则计算：

冲件料厚
t
?

3mm,
h
?
3mm
；

但凹模需要更长的寿命，
刃壁高度
h
可以比上述增加，
并带有斜度，以利于工件
或废料落下。

所以综上所述，
h
?
9
mm


F
推
?
n
?
K
推
?
F
总

（
4-6
）

由上可
知
，刃口形式
采用锥形刃口形式，
故塞在凹模孔口内的
冲件 数取

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！

n< br>?
h
/
t
?
18
，
参考文献
1表
（
3-16
）
，
根据料厚
t
?
0< br>.
5
mm
，
可查得：
系数
K
推
?< br>0
.
03
mm
；
则
F
推
?
7116
.
12
N
?
1
?
。

4.6

计算凹凸模工作部分尺寸

凸模和凹模采用配合加工方法 ，
采用这种方法不仅容易保证冲裁间隙而且可以放
大基本件的公差。
不必检验
?
d
（凹模的制造偏差）
+
?
p
（凸模的制造偏差）
≤
Z
max
?
Z
min
，
同时还能大大简化设计 模具的绘图工作，设计时基准件的刃口及制造公差应详细标
注，
而另一非基准公称尺寸，
不注公差，
当在图标上注明：
“凸
（凹）
模刃口按凸
（凹）
模实际刃口尺寸赔作，保证最小双面间隙值
Z
min
?
0
.
06
mm
”即可。之所以采用上述
方法，
是考虑到级进模的寿命问题，尽量在加工时将尺寸公差控制在零件图的公差范
围内。

4.6.1

第一个工位

冲一边的侧刃凸模

侧刃切料宽度：一般
b< br>?
t
，对于金属材料取
1
～
2.5mm
，对非金属材 料取
1.5~4
mm
（薄
料取小值）
。

尺寸：长
13
mm
，宽
8
mm
。

由表
2-12
【
9
】
查得：

尺寸为13
mm
和尺寸为
8
mm
时
?
P
=< br>0.02
mm
。

查表
2-13
【
9
】
，
X=
1.0
根据表
2-14
【
9
】
，

0
B
P
?
(B
?
X)
-
δ
r

（
4-7
）

根据表
2-16
【
9
】
，尺寸为
13mm
和尺寸为
8mm
时的公差分别为
?< br>1
=
0.07mm
，
?
2
=
0.058mm
。

0
0
则

B
P
1
?
(13
?
1.0
?
0. 07)
-0.02
=13.07
-0.02
mm

0
0

B
P2
?
(8
?
1.0
?
0.058)
-0.02
=8.058
-0.02
mm


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4.6.2

第二个工位

冲另一边的侧刃凸模

侧刃切料宽度：一般
b
?
t
，对于金属材料取
1
～
2.5
mm
， 对非金属材料取
1.5
～
4.14
mm
（薄料取小值）
。< br>
尺寸：长
13
mm
，宽
8
mm
。

由表
2-12
【
9
】
查得：

尺寸为13mm
和尺寸为
8mm
时
?
P
?
0
.
02
mm
。

查表
2-13
【
9
】
，
X
?
1
.
0

根据表
2-14
【
9
】
，

0
B
P
?
(B
?
X)
-
δ
r

（
4-8
）

根据表
2-16
【
9
】
，尺寸为
13mm
和尺寸为
8mm
时的公差分别为
?< br>1
?
0
.
07
，
?
2
?
0
.
058
mm
。

0
0
则

B
P
1
?
(13
?
1.0
?
0. 07)
-0.02
=13.07
-0.02
mm

0
0

B
P2
?
(8
?
1.0
?
0.058)
-0.02
=8.058
-0.02
mm

4.6.3

第三个工位

冲孔

如图
2.2.1
所示，故先决 定凸模刃口尺寸，并以此为基准件配置凹模，保证最小
双面间隙值为
0.020
mm< br>，按凸模磨损后，其尺寸变小进行计算。

已知：
B
?
Bmin
?
3
mm
，
?
?
0
.
04
mm
。

由表
2
-
12
?
9
?
查得：
< br>尺寸为
3
mm
时
?
P
?
0
.
02
mm
。

由公差表查得该尺寸精度为
IT10
级，故
X
取
1
按文献
1
式（
3-10
）计算得：

0
0
B
P
1
?
(
B
?
X
?
?
)
-
0
3
?
1
?
0.04
）δ
j
=
（
-0.02
=3.04
-0.02
m m

（
4-9
）

冲
B
区窄槽和分离长槽凸模，


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工件尺寸：长
17.95
mm
、
22
mm
，宽
4
mm
、
1
mm
由表
2
-
12
?
9
?
查得：
< br>尺寸为
17.95
mm
和尺寸为
22
mm
时

?
P
?
0
.
02
mm
。

根据表
2
-
14
?
9
?
，
0
B
P
?
(
B
?
X
??
)< br>-
δ
r

（
4-10
）

根据表
2
-
16
?
9
?
，尺寸为
17.95mm
和尺寸为
4mm
和 尺寸为
22mm
和尺寸为
1mm
时的
公差分别为
?
1
?
0
.
07
mm
，
?
2
?0
.
048
mm
，
?
3
?
0
.
084
mm
，
?
4
?
0
.
04
mm
。

查表
2-13
，尺寸为
17.95
mm
和尺寸为
4
mm
，
X=1
；

尺寸 为
22mm
和尺寸为
1mm
，
X=1
；

0
0
则

B
P
1
?
(17.95
?
1
?
0.07)
-0.02=18.02
-0.02
mm

0
0

B
P
11
?
(22
?
1
?
0.0 84)
-0.02
=22.084
-0.02
mm

0
0

B
P
2
?
(4
?
1
?
0.048)
-0.02
=4.048
-0.02
mm

0
0

B
P
22
?
(1
?
1
?
0.04 )
-0.02
=1.04
-0.02
mm

4.6.4

第六个工位

冲切断长槽凸模

工件尺寸：长
12
mm
、宽
1
mm
由表
2
-
12
?
9
?
查得：尺寸为
12
mm< br>和尺寸为
1
mm
时

?
P
?
0
.
02
mm
。

查表
2
-
14
?
9
?
，
x
?< br>1
.
0
。

根据表
2
-
14
?
9
?
，尺寸为
12
mm
和尺寸为
1
m m
时的公差分别为
?
1
?
0
.
01
mm< br>，
?
2
?
0
.
04
mm
。

0
B
P
1
?
(12
?
1
?
0.07)
-0.02
=12.07
0
-0.02
mm

0
B
P
2
?
(1
?
1
?
0.04)
-0.02
=1.04
0
-0.02
mm


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4.7

冲裁间隙

冲裁间隙值的选取对工件质量，
冲裁 力的大小，
模具的寿命都有显著影响。
冲裁
间隙较大时会出现肥料穿过板料而随凸模上 升的现象，
也会使脆性材料从凹模孔中高
速穿出，以至工件报废，甚至危及操作者的安全。
由表
2
-
10
?
9
?
先择间隙。凹 模工作部分尺寸均按凸模研配，保证两侧共有
0.04mm
～
0.06mm
的 均匀间隙。

4.8

本章小结

通过翻阅资料及结合自 身所学，
在本章进行了模具结构的详细计算，
最终确定凹
模尺寸长度×宽度为
125mm×
100mm
；
凸模固定板的厚度为
20mm
；
垫板厚度为
8mm
；
卸料力
2
25.26N
；
推件 力为
7116.12N
。
本章也对凸凹模工作尺寸部分进行了详细的计
算，包 括每个工位刀具的详细尺寸设定，以及冲裁间隙的确定。



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第
5
章

模具零件设计及强度校核

有了上述各步计算所得数据及确定的工艺方案，便可对模具进行总体设计
:
H
模
=
（
35+8+20+
15+20+8+45
）
=17 3mm

根据凹模的外形尺寸，可确定下模板的外形尺寸。

5.1

模架

模具为
7
工位级进模，步距为
13mm
，模 具长
246mm
，模具结构如装配图所示，
采用对角导柱滚珠导向钢板模架。上模部分 由上模座、垫板、凸模固定板、弹压卸料
板和各个凸模组成，
弹压卸料板与上模之间安装有限位 柱。
下模部分由下模座、
凹模
基体以及凹模垫板和导料板组成。

多 工位级进模选择模架精度，主要根据模具的冲裁间隙、配合精度和模具复杂程
度。模具冲裁间距小于0.05mm
时，采用滚珠过盈导向模架。本模具采用上述模架。

上模座：
246mm
×
221mm
×
35mm

材质为
HT200

下模座：
246mm
×
221mm
×
45mm

材质为
HT200

导

柱
1
：
22h5
×
160mm

材质为
20
钢

导

柱
2
：
25h5
×
160mm

材质为
20
钢

导

套
1
：22H6
×
100mm
×
33mm

材质为
20
钢

导

套
2
：
25H6
×
100mm
×
38mm
材质为
20
钢

模

柄：
A50mm
×
95mm


GB2862.1-81

材质为
Q235
钢

导柱、导套渗碳深度
0.8
～
1.2mm
，硬度
58
～< br>62HRC
。

设计时，滚柱与导柱、导套之间应保持
0.01
～
0.02mm
的过盈量。为保证均匀接
触，滚柱尺寸必须严格控制。滚柱直径一般 取
3~5mm
。本模具为高精度模具，滚柱
精度取
IT5
。滚柱排列 对称，分布均匀，于中心线斜角一般取
5
～
10
°，使每个滚柱
在上 下运动时都有其各自的滚道而减少磨损。
滚柱夹持的长度，
应保证上模回程至止
点时， 仍有
2
～
3
圈滚柱与导柱、导套配合，起导向作用。

5.2

凸凹模

5.2.1

冲孔凸模的结构设计及制造工艺设计

1
冲孔凸模的结构设计


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(
1
)
冲孔凸模的结构形式的确定

冲孔凸模不管其断面形 状如何，
其基本结构均由安装固定部分和工作部分两大部
分组成，冲小孔凸模从等因素考虑，在 这两部分增加过渡段。

(
2
)
考虑到卸料的因素，采用铆接固定。

H
7
该凸模与固定板之间的配合采用
基孔制过渡配合，考虑到凸模的强度，采用
n6
H
7
弹压卸料板导向，卸料板与该小凸模之间的配合采用
的间隙配合。

n6
(
3
)
凸模的长度计算

凸模的长度尺寸应根 据模具的具体结构确定，
同时要考虑到凸模的修模量及固定
板与卸料板之间的安全距离等问题，
该套模具采用弹性卸料，
故凸模长度应按下式计
算：

L
?
h
1
?
h
2
?
δ
?
h

（
6-1
）

式中，
L
：凸模长度。

h1
：凸模固定板厚度。由
3.5.1
中可知，

h1
?
22mm
；

h2
：卸料板厚度。由文献< br>8
可知，
h2
?
22mm
；

δ
：材料厚度。取
0.5mm
；

h
：附和长度， 包括凸模凸模修量、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。一般取
h=1 5~20mm
。

将其带入上式得：


L
?20
?
22
?
0.5
?
20
?
62. 5mm

修正取
66.5mm
。

(
4
)
冲孔凸模的周界尺寸的确定

刃口尺寸的确定：取< br>?
3.04
0
-0.02
mm
；与固定板的配合尺寸：这部分 尺寸应与固定板
之间采用
H
7
过渡配合，取
?
4.5mm< br>这部分长度方向尺寸取
20mm
，过渡部分直径尺
m6
寸取
?
4.5
0
-0.01
mm
即可。

(
5
)
冲孔凸模的强度校核

参考文献
1
表
3-31
可得弯曲应力和压应力的校核公式：

L
?
270
?
d

（
6-2
）

F
d
?
式中，
d< br>：凸模最小直径，取
3mm
；

?
?
压
?
4
t
?


（
6-3
）

F
：冲裁力。由
2.4.1 .1
可知
F
?
923.16N
；

?
：冲 压材料的抗剪强度。由文献
2
表
8-2
可得
?
?
1 57Mpa
；