第二章冲压工艺设计和冲压力的计算
2.1冲压件（链轮）简介
链轮三维图如图2.1，材料为Q235，工件厚度3mm ，模具精度：IT13为一般精
度。
图2.1
零件三维图
图2.2零件二维图
零件图如图2.2，从零件图分析，该冲压件采用3mm 的Q235钢板冲压而成，可保证足够的刚度与强度。并可看出该零件的成形工序有落料、冲孔、拉深、翻边，其难点为该成形件的拉深和翻边。该零件形状对称，无尖角和其它形状突变，为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形，因其尺寸精度要求不高，大批量生产，因此可以用冲压方法生产，并可一次最终成形，节约成本，降低劳动。
2.2确定冲压工艺方案
经过对冲压件的工艺分析后，结合产品图进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案[10]。
1）冲压的几种方案
（1）落料、冲孔、拉深、翻边单工序模具生产。
（2）落料、冲孔复合模，拉深、翻边复合模生产。
（3）落料、冲孔连续进行采用级进模生产，拉深、翻边复合模生产。
（4）落料、冲孔、拉深、翻边复合模生产。
方案一：结构简单，需要四道工序，四套模具才能完成工件的加工，成本高。方案二：加工工序减少，节省加工时间，制造精度高，成本相应减少，提高了劳动生产率。
方案三：在方案二的基础上加大了制造成本，既不经济又不实惠。
方案四：在方案二的基础上又减少了加工工序，又节省加工时间，制造精度高，成本相应减少，又提高了劳动生产率。
一个工件往往需要经过多道工序才能完成，编制工序方案时必须考虑两种情况：单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压，这主要取决于冲压件的生产批量，尺寸大小和精度等因素。通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等方面的综合分析，比较决定采用方案四。
即：落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2）各加工工序次数的确定
根据工件的形状和尺寸及极限变形程度可进行以下决定：落料、冲孔、拉深、翻边各一次。
3）加工顺序决定的原则
（1）所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板毛坯上冲出，因为在成型后冲孔模具结构复杂，定位困难，操作也不便，冲出的孔有时不能作为后续工序的定位孔使用。
（2）凡是在位置会受到以后某工作变形影响的孔（拉深件的底部孔径要求不高和变形减轻孔除外）都应在有关的成型工序后再冲出。
（3）两孔靠近或者孔距边缘很小时，如果模具强度足够，最好同时冲出，否则应先冲大孔和一般情况孔，后冲小孔和高精度孔，或者先落料后冲孔，力求把可能产
生的畸变限制在最小范围内。
（4）整形或较平工序，应在冲压件基本成型后进行。
4）成型过程
根据加工顺序的原则，确定成型过程如下：
首先是落料、冲孔，形成精确的外形形状；其次是拉深、翻边，也就是成形过程；最后出来的是成品。
采用这种冲压方案，从模具的结构和寿命考虑，有利于降低冲裁力，提高模具的使用寿命，同时结构简单，操作方便，而且减少了不必要的工序，节省了生产资料，提高了经济效益。适合加工厂生产，此种方案最合适。
综上所述，确定使用此方案。
2.3工件的毛坯尺寸计算
根据产品零件图，标注的螺纹尺寸M 64⨯1—7H 为其大径，那么可以计算出小径d 小=64-1. 0825⨯1=62. 92mm 。
由于工件主要成型的工序是落料、冲孔、拉深和翻边，工件变形量不是很大，可以直接落下工件的实际尺寸，根据《冲压工艺学》可知毛坯大径为：
2D =d 2+4d 1h =2+4⨯123⨯9=190. 03mm
链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。由于链轮的翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边前毛坯上圆孔的初始直径d 0为
⎡⎛t ⎫⎤d 0=D m -⎢π r+⎪+2(H -r ) ⎥=33.78mm ⎣⎝⎭⎦
但零件的精度要求为IT13级，那么毛坯件的尺寸为：
+0.39d 0=33.780mm
D =190.030
-0.72mm
那么毛坯形状及尺寸如图2.3所示：
图2.3毛坯形状及尺寸
2.4计算拉深和翻边次数
由于链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。根据零件的形状和尺寸，其翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边系数：
K =d 33.78==0.537D m 62.91
根据《冲压工艺学》查表5.5得K l =0. 52，于是K >K l ，则能够一次翻边成形。又链轮的拉深为带法兰圆筒件的拉深，那么首先得判断是否可一次拉深成形，计算得第一次拉深可能达到的值h /d 和d F /d 分别为0.071和1.413，根据《冲压工艺学》在图4-38中得零件的h /d 和d F /d 所决定的点位于曲线下侧，则可一次拉深成形[10]。
2.5确定其搭边值
考虑到成型范围，应考虑以下因素：
材料的机械性能软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。2）冲件的形状尺寸
4）材料及挡料方式
定距的搭边值要小一些。
卸料方式弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。
综上所述，根据《冲压工艺学》确定其搭边值：
两工件间的搭边值：a1=2.2mm
工件侧面搭边值：a=2.5mm
条料宽度：B=D+2a=190+2×2.5=195mm
2.6确定排样图
2.6.1利用率的计算
在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问
冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。用手工送料，且有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃3）材料的厚度厚材料的搭边值要大一些。
题。冲裁件在板料上的布置叫排样[10]。合理排样，充分利用材料具有重大的意义，排样的经济程度中材料的利用率K 表示为：
K =n s ⨯100
A 0(2.1)
式中K —材料利用率（%）；
n —条料上生产的冲件数；
s —每一冲件的面积（mm2）；
。A 0—条料面积（mm2）
根据以上数据，确定两工件间的搭边值：a 1=2.2mm；
工件侧面搭边值：a=2.5mm。
A 0=（9⨯2. 2+2⨯2. 5+190⨯10）⨯（190+2⨯2. 5）=375336mm 2
s =πr 2=π⨯952=28440. 4mm 2
一块板料上冲10个，那么取n=10；则利用率：
10⨯28440. 41K =⨯100%=75. 77%375336
2.6.2确定其排样图
根据搭边值，那么排样图如图2.4所示：
图2.4排样图
2.7计算各工序冲压力
链轮冲压力包括落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。材料Q235、板材厚度3mm，材料的抗剪强度τ=450MPa，屈服点数值为235MPa 。
1）冲裁力
为了合理设计模具和正确选用压力机，就必须计算冲裁力[12]。计算公式如下：
P 0=δLt （2.2）
式中；P 0—冲裁力（N ）
δ—材料抗剪强度（MPa ）；
L —材料轮廓长度（mm ）；
t —材料厚度（mm ）。
本次设计中，冲裁力包括：落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
一般K 取1.3，那么
落料力为：P l =1.3L ⋅t ⋅τ=1.3⨯596.90⨯3⨯450N =1047564.05N
冲孔力为：P c =1.3L ⋅t ⋅τ=1.3⨯102.64⨯3⨯450N =180034.57N
拉深力为：P la =πdt σb K 1=π⨯123⨯3⨯450⨯0.5=260830.73N
翻边力为：P fb =1.1π(D m -d 0) t σs =1.1⨯π⨯(66-33.78) ⨯3⨯235=78497.75N
其中d ——拉深毛坯的直径，mm
K ——修正系数K 1——拉深系数
D m
d 0——翻边后竖边的中径，mm ——毛坯上圆孔的初始直径，mm
σs ——材料的屈服点数值，MPa
2）卸料力
卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。卸料力的计算公式如下：
P X =K X P l （2.3）
式中Px——卸料力（KN ）；
Kx——卸料力系数，查表取0.05；
P l ——落料力（KN ）。
则
3）推件力
顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力，一般叫做推件力。推件力的计算公式如下：P x =0. 05⨯1047564. 05=52378. 20N
P T =nK T P l （2.4）
式中；P T —推件力（KN ）
K T —推件力系数，查表取0.055；
n —卡在凹模里的料的个数n=h/t，其中，h 为凹模刃壁垂直部分高度
（mm ）；t为料厚（mm ）；
P T =1⨯0. 055⨯1047564. 05=57616. 02N
4）顶料力
逆着冲裁方向顶出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做顶料力。顶料力的计算公式如下：
P D =K D P c （2.5）
式中；P D —顶料力（KN）
K D —顶料力系数，查表取0.06；
P D =0. 06⨯180034. 57=10802. 07N ，
则根据式2.6得出，总的冲压工艺力为：
F =P l +Pc +Pls +Pfb +P X +P T +P D
=1047564.05+180034.57+260830.73+78497.75+52378.20+57616.02+10802.07 =1784941.76N
=1785KN
则复合模选择冲床时的总压力为F=1.3F=2320.42KN。
第三章落料、冲孔、拉深、翻边复合模的设计
3.1模具零件刃口尺寸计算
3.1.1尺寸计算原则
刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证[13]。生产实践中存在如下问题：
1）由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料大端尺寸等与凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
3）冲裁时，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙愈用愈大。
4）拉深时，凸凹模工作部分的尺寸和拉深方法有关，可查设计资料确定，也可按卡契马列克经验公式计算。
5）圆孔翻边的尺寸计算采用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径
算可以达到翻边高度。
由此，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，应考虑：
1）落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上。
2）设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸凹模间隙择取最小合理间隙值。
3）设计拉深、翻边模时，其基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸凹模间隙择取最小合理间隙值。
4）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。
根据以上原则：落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制。由于此工件属薄板料的冲裁件，因此采用凸凹模配合加工。
3.1.2模具间隙的选择
模具间隙是指凸凹模刃口间缝隙的距离，用C 表示，俗称单面间隙。双面间隙
d 0和翻边系数计
用Z 表示。拉深、翻边V 形工件时，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的，不需要在模具结构上确定间隙[15]。以下为落料、冲孔复合模间隙的确定：
1）冲裁间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件质量是指切断面质量，尺寸精度及形状误差。切断面应平直、光洁，即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺等缺陷。零件表面应尽量可能平整，即穹弯小。尺寸应保证不超过图纸规定的公差范围。当把凸、凹模间隙值控制在一定范围内时，冲件比较平直、光洁、毛刺很小，且所需冲裁力小。间隙过小时，在断面出现挤长的毛刺。间隙过大时，材料的弯曲与拉深增大，材料易破裂，致使制件光亮带减小，塌角与断裂斜度都增大，毛刺大而厚。
2）间隙对冲裁力的影响
当间隙小于合理间隙时，不仅冲裁力增大，而且剪切力减小。
3）间隙对模具寿命的影响
为了提高模具的寿命，一般采用较大的间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减小磨损。
4）凸、凹模间隙的确定
根据以上条件综合确定：
间隙选择：选择Ⅲ型，间隙适中，R 减小，α正常，拉毛正常。则根据《冲模设计手册》，落料、冲孔复合模刃口始用间隙为：
Zmin ～Zmax=0.210mm～0.270mm 。（由表2—3查得）
3.1.3尺寸分类
工件毛坯尺寸如图3.1所示，将工件尺寸进行分类如下：
1）外形尺寸
A 类：刃磨后凹模尺寸两边增大的，把产品零件图尺寸化成A0-△，△为工件公差；
2）内形尺寸
B 类：刃磨后凹模尺寸两边增大的，把产品零件图尺寸化成B+△。
3.1.4落料冲孔凸凹模刃口尺寸计算
根据零件的类型，那么尺寸的分类如图3-3所示。【10】。
图3.1落料冲孔半成品图
该模具为复合模，落料以凹模为基准，根据零件情况，凹模磨损后的尺寸变化为A 类尺寸；故查表2—7【1】得x 1=0. 5，那么
+σ+0.72/4+0.18A d =（A max -x ∙∆）（190.03-0.5⨯0.72）=190.390mm 。0=0
冲孔以凸模为基准，凸模磨损后的尺寸变化为B 类尺寸，查表2—7【1】得x 2=0. 5，
000那么B p =（B min +x ∙∆）=（33.78+0.5⨯0.39）=33.98+σ-0.39/4-0.10mm 。
该零件凸模（或凹模）刃口尺寸按上述凹模（或者凸模）的相应部分尺寸配置，保证双面间隙Z min ～Z max =0.210mm～0.270mm 。（由表2—3查得）【10】。
+0.18所以各刃口的尺寸分别为A d =190.390mm
A p =190.180
-0.18mm
+0.10mm B d =34.190
0mm B p =33.98-0.10
3.1.5拉深凸凹模刃口尺寸计算
（1）凹模圆角半径r d 和凸模圆角半径r p
由于链轮为一次拉深成型，那么凸凹模的圆角等于零件的圆角半径，
即r p =r d =3mm
（2）凸凹模间隙
根据链轮的材质和板厚，链轮的尺寸精度和表面质量要求，那么凸凹
模间隙c =1.1t max =1.1⨯3=3.3mm
（3）凸凹模尺寸及制造公差
链轮的拉深为一次拉深成形，链轮在装配的时候对链轮的内形尺寸有
要求，所以凸模尺寸为D p =(d +0.4∆) -δp
凹模尺寸为D d =(D p +2c ) +δd
又根据表4-7，那么凸凹模的制造公差σp 和分别为0.06和0.10。
0那么凸模尺寸D p =(120+0.4⨯0.63) 0=120.25-0.06-0.06mm
+0.10+0,10=126.850mm 凹模尺寸D d =(120.25+2⨯3.3) 0
3.1.6翻边凸凹模刃口尺寸计算
链轮的翻边为圆孔一次翻边成形，其结构与拉深模相似，凹模圆角对翻边成形影响不大，可按工件圆角确定，则圆角半径为3mm 。凸模圆角半径r p ≥4t ，根据零件的要求，r p =24mm。
单边间隙c=（0. 75～0.85）t 0，取最小值，则c=2.55mm.
凸凹模内径可按拉深模具的凸凹模内径计算，则
0凸模内径D p =(62.92+0.4⨯0.46) 0=63.10-0.06-0.06mm
凹模内径D d =(63.10+2⨯3.3) 0+0.10+0.10=69.700mm
3.2冲模工作零件的设计与计算
3.2.1凸模的计算和校核
1）冲孔凸模
（1）凸模的结构形式
落料、冲孔复合模的冲孔凸模选用带台肩的阶梯形凸模，此凸模与上模座紧配合，上端带台肩，以防拉下[16]，基本形状如图3.2所示：
（2）凸模的长度计算
根据模具的具体结构形式，冲孔凸模固定圈厚度h1=46mm；
卸料板厚度h2=12mm；
凸模进入凹模的深度为40mm 。
则冲孔凸模总长为：L=h1+h2+h=46+12=98mm，
则根据《模具设计大典》，落料、冲孔模凸模选择圆凸模33.78×98JB/T8057-1995T10A 。
图3.1冲孔凸模
图3.2冲孔凸模
（3）凸模强度校核
凸模长度确定后，为防止纵向失稳和折断，应进行凸模承压能力和抗弯能力的校核。冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力σ和刃口的接触应力σ两种。孔径大于K
冲件材料厚度时，接触应力大于平均压应力，因而强度核算的条件是接触应力小于或等于凸模材料的许用应力[σ]，孔径小于或等于冲件材料厚度时，强度核算条件可以是平均压应力σ小于或等于凸模材料的许用应力[σ]。本次设计中，凸模材料选取Cr12MoV ，HRC58~62。由于孔径远远大于冲件材料的厚度。则可以满足其强度要求。
凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关。本次设计所采用的带台肩式的凸模，其最大允许长度按下式计算：
l ≤l max =90⨯2
（3.1）
式中F —冲孔力，N ；
d —凸模最小直径（mm ）；
2=90那么l max
综上所述，该凸模结构符合强度要求。
3.2.2凸凹模
（1）结构形式
凸凹模存在于复合模中，在本次设计中，它既是拉深凹模，又是落料凸模，它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定冲裁件的尺寸，不像凹模那样可以将外缘轮廓尺寸扩大，所以从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受冲模结构影响。凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小一些[17]；凸凹模装于下模（倒装复合模）时，如果是柱形孔口，则内孔积存废料，胀力大，最小壁厚要大一些。
作为冲孔凹模时，选为柱形孔口锥形凹模，刃口强度高，修磨后孔口尺寸不变，但在孔口内可能积存工件和废料，增加冲裁力和孔壁的磨损，磨损后每次的修磨量较大，凹模的总寿命较低，这种型式的凹模适用于形状复杂、精度要求较高的工件的冲裁。其通过台肩，紧固在凸凹模固定板上，以保证卸料时凸凹模的稳定及下次冲压时的精度。其上螺钉孔和销钉孔离断面的距离满足最小尺寸，即L >1.25d ，结构形式如图3.3
所示：
图3.3翻边、拉深凹模
（2）凹模的长度计算
根据模具的具体结构形式，则凹模总长为：L=98mm.
3.2.3拉深凸模
（1）结构形式
拉深凸模存在于复合模中，在本次设计中，它起到了对工件的拉深成形，并且是一次拉深成形，那么其形状尺寸就是零件的尺寸。在设计时主要考虑其精度和强度，所以从强度考虑，高度受最小值限制，以防止在工作时发生变形。拉深凸模的最小高度还受冲模结构影响。根据冲模的结构，我们取高度为28mm ，材料为Cr12MoV 。那么其结构形式如图3.4。
图3.4拉深凸模
（2）强度校核
σ压由于拉深凸模的材料为Cr12MoV ，那么在工作过程中其压应力为F 260830. 73N ===38. 89N /mm 2，又Cr12MoV 的压应力σ为780N /mm 2，π⨯（-）
σ压
3.2.4凹模的计算和校核
1）落料凹模
根据模具结构要求，落料凹模高度也应该为98mm，但是这样成本会大幅提高，所以在此采用拼接式落料凹模，用内六角螺钉和销钉相连接。螺钉孔和销钉孔里断面的距离满足最小尺寸，即L >1.25d 。下面部分用铸铁，上面工作部分用T10A ，总的图形如图3.5所示。
图3.5落料凹模
根据《冲模设计手册》，有凹模高度H =kb ,其中K 为系数，根据《冲压工艺学》查表8—3得K=0.22，b 为凹模孔的最大宽度。带入数据计算得H=41.2mm，我们选用42mm 。又根据冲裁件料宽为190.03mm ，冲件料厚为3mm ，经查表取壁厚为85mm 。那么凹模工作部分的外形尺寸为D×d×h=360×190×42，下半部分非工作部分尺寸为360×200×88。
1）翻边、冲孔凹模
翻边、冲孔凹模其形式如下图3.6；根据零件的外形尺寸和工艺要求，凹模外
形尺寸为：d×D×h=38×64×155。由于中间是用于落料的通孔，长度比较大，为防止纵向失稳和折断，应进行承压能力和抗弯能力的校核。首先对于承压能力，即最小断面的压应力小于或等于凸模材料的许用压应力，那么d min =σ压4t τ=4⨯190⨯155=117. 8mm ，大于所设计的直径，满足承压能力条件。其中1⨯10
d min 为最小直径，t 为材料厚度，τ为T10A 的抗剪强度，经查表得190MPa 。[σ压]为
（1～1. 6）⨯103MPa 。对于抗剪能力T10A 的许用应力，淬火硬度58~62HRC 时，[σ压]=
的校核，有
l ≤l max =90⨯d 2
（3.2）
式中F —冲孔力，N ；
d —凸模最小直径（mm ）；2（63. 10-33. 78）=90⨯=182. 35mm 那么l ≤l max ，大于其设计长度155mm ，满足使用
要求。
图3.6
翻边、冲孔凹模
第四章模具结构零件设计
4.1确定模具的结构形式
根据冲压工艺过程选定的模具类型，此次工艺选取的是落料、冲孔、拉深、翻边复合模。确定模具形式时综合考虑冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求及冲压设备与制模条件，操作方便与安全的前提下，应解决模具的正、倒装结构选择和定位、卸料、顶件、导向方式的选择等。
4.1.1正、倒装结构的选择
复合模的结构特点主要表现在具有复合形式的凸凹模，它既起落料凸模作用，又起冲孔凹模的作用。当凸凹模装在下模，落料凹模装在上模，成为倒装复合模。反之称为正装复合模。本次设计的落料、冲孔、拉深、翻边复合模就采用正装复合模的结构。这种结构冲孔废料由凸凹模孔下漏出，结构简单，操作方便[17]。
4.1.2定位方式的选择
为保证冲压质量和稳定冲压生产过程，冲压用毛坯（条料、带料、单个毛坯等）在模具中必须具有正确的位置。因此，定位方式的选择，是模具结构设计的重要内容。根据毛坯的形状、尺寸和模具结构的不同，可用不同的定位方式。
根据定位零件的功能不同，常见的定位方式有以下几种：
1）条料在模具中的定位方式，控制条料的送进距离。零件包括挡料销、定距侧刃、导正销。挡料销又分为固定式、活动式和初始挡料销三种，可用于各种类型的模具。定距侧刃和导正销多用于级进模，分别起初始定位和精确定位的作用。
2）控制条料的送进方向。定位零件包括导料板、侧压板。导料板可用于各种模具，有时也可用两个导料销代替。侧压板常用于级进模，以保证条料沿着导料板基准面送进[18]。
4.1.3卸料、出件方式的选择
在确定模具结构形式时，必须选择确定其卸料、出件的方式。模具的卸料方式包括刚性卸料、弹性卸料和废料切刀卸料三种，出件方式包括刚性推件和弹性推件两种。
选择卸料出件方式时，应综合考虑模具类型、工件质量要求及操作方便等因素，以使模具结构简单，工件安全可靠。
根据上述原则采用弹性推件方式。
4.1.4导向方式的选择
一般来说，对于单工序模的弯曲模、拉深模以及其他简单成型模，由于凸凹模的单边间隙较大，压力机滑块导轨的导向精度一般能满足凸凹模对中的要求，故各类模具大都不采用导向装置。对于生产批量较小，工件精度较低，冲裁厚料的单工序模，也不考虑导向装置。但因冲裁间隙较小，故对压力机滑块导轨的导向精度要求精度较高。无导向模的主要优点是加工制造简单，模具成本低。缺点是模具在压力机上的安装调整不方便，且模具寿命和工件的质量不如有导向的模具高。对于复合模、级进模和工件质量要求较高或生产批量要求较大的模具，均采用导向装置。模具的导向方式主要分为滑动导柱导套、滚动导柱导套和导板导向三种[20]。
4.2冲模零件的设计
4.2.1导向零件的设计
导向零件用来保证上模相对于下模的正确运动，其导向方式主要为滑动式导柱导套、滚动式导柱导套和导板导向三种。本次设计中模具选择滑动式A 型导柱导套。
1）安装尺寸要求
导柱直径一般在16~60mm之间，长度在90~320mm 之间。选择导柱时应考虑到模具的闭合高度要求。即在模具处于最低工作位置时，导柱上端面与上模板之间的距离不能小于10~15mm之间，以保证凸凹模多次刃磨而使模具闭合高度变小时，导柱也不会影响正常工作，导柱下端面与下模板下端面的距离一般取2~3mm，以保证下模板在压力机工作台上安装和固定。导套上端面与上模板的上平面的距离应大于3mm.
根据上述原则，本次设计的落料、冲孔复合模采用滑动导柱导套导向方式。落料、冲孔复合模采用：
A 型导柱45h5×290
A 型导套45H6×150×58
2）尺寸配合要求
导柱导套分别压入下模板和上模板的安装孔中，一般采用过盈配合H7/r6。导柱与导套之间采用间隙配合H7/h6或H6/h5。其配合精度主要取决于冲压件工序性质，
JB/T2861.1-1990JB/T2861.6-1990
冲压件的精度以及模具寿命等要求。对于一般模具，通常取间隙配合H7/h6。对于冲裁件间隙较小（小于0.03mm ）的模具，或者结构复杂的模具，级进模，或者要求寿命较长的硬质合金模，应选用间隙配合H6/h5。
3）材料及热处理要求
导柱、导套一般选用20号钢制造，为了满足其配合表面的硬度，耐磨性及一定韧性的要求，应进行表面的渗碳处理，渗碳层深度为0.8～1.2mm ，渗碳后的淬火硬度为58~62HRC。配合表面粗糙度应不大于0.8μm。
4.2.2卸料装置
1）卸料板尺寸
合理的卸料板结构形式是模具能否正常工作的重要环节之一。卸料板除了进行卸料外,在某些结构的模具中还起到保护凸模的重要作用,选用时要根据凹模周界以及模具的具体结构形式进行选择。本次设计中卸料板为圆形，尺寸为280×12，又卸料板与凸模的单边间隙一般为0.1～0.5mm ，在此取0.5mm ，那么卸料板中间孔的直径为192mm ，材料选用Q345。形状如图4.1
所示。
图4.1卸料板
2）卸料螺钉的结构形式
在本次设计中，卸料螺钉采用开槽圆柱头沉孔卸料螺钉，查阅《模具设计大典》选取的卸料螺钉为M8，长度为100mm ，材料为45钢，热处理硬度为35~40HRC。但由于长度过长，属于细长杆，需进行校核。由于总的受力分别作用在四个螺杆上，那么
F =P x 52378. 20==13094. 55N 对于每一根杆，
L ≤270d
=270⨯8
151mm
大于设计长度，满足使用要求。
3）卸料弹簧
弹簧卸料板的作用是将成形后的工件废料从凸凹模上顶出，所需的顶出力很小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳，所以用卸料螺栓固定，选用标准件，在复合模中均采用此种卸料方式。根据模具结构可以安放4个弹簧，则每个弹簧承担的卸料力即弹簧装于模具后的预压力F 0≥52. 38/4，取13.095KN 。取凸凹模刃磨量为6mm ，则弹簧工作时和凸凹模刃磨后的压缩量为
‘h +h =（t +1）+6=10mm
根据弹簧预压力F 0和需要压缩量，可选择弹簧的规格为KF18×90（材料为50CrVA ），即弹簧的大径为18mm ，小径为9mm ，工作30万次以内的最大压力为26KN ，压缩量为45mm ，那么在预压力F 0=13.095KN时的预压缩量
45⨯13095=22. 67mm ，小于所选弹簧的许可压缩量45mm ，则此弹簧可以满足要求，能保证模具的正常工作。h 0=
4.2.3挡料和导正装置
挡料装置对人工送料提供进给量的依据。当材料与挡料装置的定位面（边）接触时，即停止进给。
在材料需要于模具内更精密定位时，应采用导料板将材料导正。导料板不仅可用于人工送料，也能用于自动送料。由于模具结构的限制，本次设计用导料销代替导料板。挡料装置在单工序落料或复合模中，主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。根据模具的结构形式，本次设计的落料、冲孔复合模中，当模具闭合后允许挡料销的顶端高出材料，所以此套模具中采用A 型固定挡料销。其结构形式如图4.2所示。
根据上述原则，查阅《模具设计指导》，确定落料、冲孔复合模中采用挡料销和导料销。分别为：
挡料销A15×8×3
导料销A15×8×6JB/T7646.1-1994，材料为Q235；JB/T7646.2-1994，材料为Q235。
图4.2挡料销
4.2.4定位装置
定位装置保证工件进行后续冲压时，在模具内占有正确的位置，常用的定位装置有定位销和定位板两类。定位销沿工件外形布置。
根据模具结构需要，采用销对垫板、凸凹模、凹模、凹模垫圈、模柄进行定位，查阅《模具设计指导》，选择销A10×90、A10×100、8×10JB/T119.1-2000。如图4.3所示。
图4.3销
4.2.5出件装置
根据模具的结构，出件装置选择弹簧顶出工件。
1）拉深凸模顶出
弹簧顶件的作用是将成形后的工件顶出模具，所需的顶出力很小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳。故下模顶出采用T型顶件钉（如图4.4），弹簧，并用开槽紧定螺钉固定，选用标准件。螺钉为M8×10，GB/T73—1985.弹簧选用YA0.8×12×6-2。此处由于顶出力可以在试模的时候通过紧定螺钉调节，所以不用校
核。
图4.4顶件钉
2）凸凹模顶出
凸凹模顶出同拉深凸模顶出一样，仍选用T 型顶件钉，弹簧，并用开槽紧定螺钉固定，但是由于结构原因，开槽紧定螺钉应在中心开一个直径为4mm 的通孔，如图4.5。螺钉也为M8×10，GB/T73—1985。弹簧选用YA0.8×12×6-2
，仍不需校核。
图4.5开槽内通孔紧定螺钉
3）下模顶出
合理的顶出机构是模具能否正常工作的重要环节之一。顶出机构除了进行顶出工件外,在拉深和翻边时还起到压边的作用,设计时主要考虑模具的整体结构和顶出达到的位置，在本次设计中，选用螺钉连接和弹簧进行顶出。螺钉采用开槽圆柱头沉孔卸料螺钉，查阅《模具设计大典》选取的卸料螺钉为M8⨯130，材料为45钢，热处理硬度为35~40HRC。同样由于长度过长，属于细长杆，需进行校核。由于总的受力分别作用在四个螺杆上，那么
F =P 57616. 02==14404. 01N 44
对于每一根杆
L ≤270d
=270⨯8
=144mm
大于设计长度，满足使用要求。
弹簧的作用是将成形后的工件废料从凸凹模上顶出，所需的顶出力较小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳，所以用螺钉固定，选用标准件，在复合模中采用此种顶件方式。根据模具结构可以安放4个弹簧，则每个弹簧承担的卸料力即弹簧装于模具后的预压力F 0≥57. 62/4，取14.405KN 。根据弹簧预压力F 0和需要压缩量，可选择弹簧的规格为KF18×125（材料为50CrVA ），即弹簧的大径为18mm，小径为9mm ，工作30万次以内的最大压力为26KN ，压缩量为62.5mm ，那么在预压
62. 5⨯14405=34. 63mm ，小于所选弹簧的许可压力F 0=13.095KN时的预压缩量h 0=缩量62.5mm ，则此弹簧可以满足要求，能保证模具的正常工作。
4.2.7固定板
固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，在本次设计中选择的均为圆形固定板。应用于凸模结构，设计时应注意以下几点：
1）凸模固定板的厚度一般选取凹模厚度的0.6至0.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉和销钉的位置。
2）固定板的上下表面应磨平，并与凸模安装孔的孔轴线垂直，固定板基准面的粗糙度为1.6至0.8μm。
3）凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/r6，压装后端面要磨平。
4）固定板材料一般采用Q235或45钢，无须热处理淬硬。
在本次设计中，复合模的上凸模固定板选择φ110mm×46mm ，材料为45。
4.2.6垫板
垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模板所受的单位压力，防止模板被局部压陷。模具中最为常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板和模板之间，模具中是否加装垫板，要根据模板所受的压力大小进行判断，模板所受的单位压力计算公式是：
F ≤[σ压]A σ=(4.1)
式中σ—模板承受的压应力（MPa ）；
F —冲裁力（N ）；
A —凸模固定端面积（mm 2）；
[σ压]—模板材料的许用压力（MPa ）；对于HT250，[σ压]=90至140MPa, 对于
ZG310—570，[σ压]=110至150MPa 。
当σ≥[σ压]时，必须使用垫板。垫板的外形尺寸可以与固定板相同，其厚度一般
取3—10mm。垫板材料为45钢或T8A 钢，淬火硬度为43至48HRC 。垫板的上下表面应磨平，表面粗糙度Ra 为1.6至0.8μm，以保证平行度要求。本次设计的垫板选取厚度为10mm ，材料为45钢的圆形垫板。
4.2.7模柄
根据模柄就是在安装在上模架最上面上的一个柄状的零件,类型有很多种,因为冲压模是要装到压力机上的,在压力机的滑块上会有一个孔,这个孔就是模柄插进去的地方,滑块上会有锁紧机构,在模具设计时模柄就要和你选的压力机的模柄孔要相符才行.模柄的作用是使上模在压力机上有一个比较准确的位置,并且压力机的滑块在上升时,也需要模柄来传递上模向上运动的动力。所以压力机和模架的大小，选择
模柄A60×125JB/T7646.1-1994，材料为Q235。如图4-6
示。
图4-6模柄
4.2.8螺钉的选择
紧固螺钉选择的为内六角圆柱头螺钉，螺纹规格为M10和M12，性能等级为
8.8级，表面氧化的A 级内六角圆柱头螺钉，代号为GB/T70.1。在本次设计中，选
用的螺钉标准件有M10×50、M10×90、M12×60、M10×80、M10×100五种。如图4.7示。
图4.7
内六角圆柱头螺钉
4.2.9上下模板（模座）
上下模板用于安装固定模具的全部主要零件，起着支撑和传递冲压力的作用。模板可带导柱和不带导柱两种，带导柱的模板已标准化，设计时，选取标准模架。
模架分为很多种，有对角式模架、四导柱模架、后侧导柱模架等等。对角式模架，其特点是导柱与模具中心对称而对角布置，因此受力平衡，有利于延长模具寿命，该模架从两个方向送料，操作较方便。但因受导柱间距离的限制，使用条料冲压时条料宽度不能太大，故常用于级进模和复合模，是生产中用的较多的一种。中间导柱模架，导柱布置在模板中部两侧，受力平衡，拔模方便，运动平稳。导向精度高，其凹模面积是导套间的有效区域，仅适用于横向送料。适用的模具凹模周界的范围是63×50mm2至500×500mm2。缺点是只能从一个方向送料，常用于弯曲拉深模具。后侧导柱模架，可从三个方向进行送料，操作方便，但由于导柱布置在后侧，故冲压时受力不平衡，影响模具寿命，主要用于一般精度的模具。四导柱的模架，受力平衡，导向精度高，适用于大型精密模具。滑动导柱模架，由于导柱和导套的导向是通过滚珠的滚动摩擦来实现的，因此导向精度高，寿命长，主要用于薄料冲裁模，硬质合金
模以及高速精密级进模。根据设计需要两套模具均选用中间导柱模架。
根据《模具设计大典》，联系实际,凹模周界为D 0=360mm，选择的滑动导向中间导柱圆形模架代号为GB/T2851.6-1990，其技术条件按照GB/T9436-1988的规定，材料为HT200。选取的中间导柱上模座和下模座为：
400×55的中间导柱上模座，代号为GB/T2855.11；
400×65的中间导柱下模座，代号为GB/T2855.12。
技术条件均采用GB/T9436-1988的规定。
4.3装配图
通过前面的分析计算可以绘制出如下装配图，如图4.8。
图4.8装配图
1-定位销2-导料销3-挡料销4-下模座5、6-内六角螺钉7-导柱8-落料凹模垫圈9-导套10-内六角螺钉11-上凸凹模12-上模座13-上垫板14-内六角螺钉15-冲孔凸模16-内六角螺钉17-模柄18-销19-凸模固定板20-弹簧21-顶件钉22、23-螺钉24-弹簧25-卸料板26-落料凹模27-拉深凸模28-螺钉29-限位圈30-弹簧31-冲孔凹模32、33-螺钉34-弹簧35-顶件钉
第二章冲压工艺设计和冲压力的计算
2.1冲压件（链轮）简介
链轮三维图如图2.1，材料为Q235，工件厚度3mm ，模具精度：IT13为一般精
度。
图2.1
零件三维图
图2.2零件二维图
零件图如图2.2，从零件图分析，该冲压件采用3mm 的Q235钢板冲压而成，可保证足够的刚度与强度。并可看出该零件的成形工序有落料、冲孔、拉深、翻边，其难点为该成形件的拉深和翻边。该零件形状对称，无尖角和其它形状突变，为典型的板料冲压件。
通过计算此零件可按圆筒件拉深成形，因其尺寸精度要求不高，大批量生产，因此可以用冲压方法生产，并可一次最终成形，节约成本，降低劳动。
2.2确定冲压工艺方案
经过对冲压件的工艺分析后，结合产品图进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺类型、冲压次数、冲压顺序和工序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案[10]。
1）冲压的几种方案
（1）落料、冲孔、拉深、翻边单工序模具生产。
（2）落料、冲孔复合模，拉深、翻边复合模生产。
（3）落料、冲孔连续进行采用级进模生产，拉深、翻边复合模生产。
（4）落料、冲孔、拉深、翻边复合模生产。
方案一：结构简单，需要四道工序，四套模具才能完成工件的加工，成本高。方案二：加工工序减少，节省加工时间，制造精度高，成本相应减少，提高了劳动生产率。
方案三：在方案二的基础上加大了制造成本，既不经济又不实惠。
方案四：在方案二的基础上又减少了加工工序，又节省加工时间，制造精度高，成本相应减少，又提高了劳动生产率。
一个工件往往需要经过多道工序才能完成，编制工序方案时必须考虑两种情况：单工序模分散冲压或工序组合采用复合模连续冲压，这主要取决于冲压件的生产批量，尺寸大小和精度等因素。通过产品质量、生产率、设备条件、模具制造和寿命、操作安全以及经济效益等方面的综合分析，比较决定采用方案四。
即：落料、冲孔、拉深、翻边→成品。
2）各加工工序次数的确定
根据工件的形状和尺寸及极限变形程度可进行以下决定：落料、冲孔、拉深、翻边各一次。
3）加工顺序决定的原则
（1）所有的孔，只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在平板毛坯上冲出，因为在成型后冲孔模具结构复杂，定位困难，操作也不便，冲出的孔有时不能作为后续工序的定位孔使用。
（2）凡是在位置会受到以后某工作变形影响的孔（拉深件的底部孔径要求不高和变形减轻孔除外）都应在有关的成型工序后再冲出。
（3）两孔靠近或者孔距边缘很小时，如果模具强度足够，最好同时冲出，否则应先冲大孔和一般情况孔，后冲小孔和高精度孔，或者先落料后冲孔，力求把可能产
生的畸变限制在最小范围内。
（4）整形或较平工序，应在冲压件基本成型后进行。
4）成型过程
根据加工顺序的原则，确定成型过程如下：
首先是落料、冲孔，形成精确的外形形状；其次是拉深、翻边，也就是成形过程；最后出来的是成品。
采用这种冲压方案，从模具的结构和寿命考虑，有利于降低冲裁力，提高模具的使用寿命，同时结构简单，操作方便，而且减少了不必要的工序，节省了生产资料，提高了经济效益。适合加工厂生产，此种方案最合适。
综上所述，确定使用此方案。
2.3工件的毛坯尺寸计算
根据产品零件图，标注的螺纹尺寸M 64⨯1—7H 为其大径，那么可以计算出小径d 小=64-1. 0825⨯1=62. 92mm 。
由于工件主要成型的工序是落料、冲孔、拉深和翻边，工件变形量不是很大，可以直接落下工件的实际尺寸，根据《冲压工艺学》可知毛坯大径为：
2D =d 2+4d 1h =2+4⨯123⨯9=190. 03mm
链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。由于链轮的翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边前毛坯上圆孔的初始直径d 0为
⎡⎛t ⎫⎤d 0=D m -⎢π r+⎪+2(H -r ) ⎥=33.78mm ⎣⎝⎭⎦
但零件的精度要求为IT13级，那么毛坯件的尺寸为：
+0.39d 0=33.780mm
D =190.030
-0.72mm
那么毛坯形状及尺寸如图2.3所示：
图2.3毛坯形状及尺寸
2.4计算拉深和翻边次数
由于链轮要经过四道工序加工成型，按落料、冲孔、拉深、翻边的先后顺序进行加工，那么其最初原始毛坯尺寸的计算应先计算翻边，然后拉深，最后冲孔和落料。根据零件的形状和尺寸，其翻边高度不大，假设可一次翻边成形。那么翻边系数：
K =d 33.78==0.537D m 62.91
根据《冲压工艺学》查表5.5得K l =0. 52，于是K >K l ，则能够一次翻边成形。又链轮的拉深为带法兰圆筒件的拉深，那么首先得判断是否可一次拉深成形，计算得第一次拉深可能达到的值h /d 和d F /d 分别为0.071和1.413，根据《冲压工艺学》在图4-38中得零件的h /d 和d F /d 所决定的点位于曲线下侧，则可一次拉深成形[10]。
2.5确定其搭边值
考虑到成型范围，应考虑以下因素：
材料的机械性能软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。2）冲件的形状尺寸
4）材料及挡料方式
定距的搭边值要小一些。
卸料方式弹性卸料比刚性卸料大搭边值小一些。
综上所述，根据《冲压工艺学》确定其搭边值：
两工件间的搭边值：a1=2.2mm
工件侧面搭边值：a=2.5mm
条料宽度：B=D+2a=190+2×2.5=195mm
2.6确定排样图
2.6.1利用率的计算
在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此材料的经济利用是一个重要问
冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。用手工送料，且有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃3）材料的厚度厚材料的搭边值要大一些。
题。冲裁件在板料上的布置叫排样[10]。合理排样，充分利用材料具有重大的意义，排样的经济程度中材料的利用率K 表示为：
K =n s ⨯100
A 0(2.1)
式中K —材料利用率（%）；
n —条料上生产的冲件数；
s —每一冲件的面积（mm2）；
。A 0—条料面积（mm2）
根据以上数据，确定两工件间的搭边值：a 1=2.2mm；
工件侧面搭边值：a=2.5mm。
A 0=（9⨯2. 2+2⨯2. 5+190⨯10）⨯（190+2⨯2. 5）=375336mm 2
s =πr 2=π⨯952=28440. 4mm 2
一块板料上冲10个，那么取n=10；则利用率：
10⨯28440. 41K =⨯100%=75. 77%375336
2.6.2确定其排样图
根据搭边值，那么排样图如图2.4所示：
图2.4排样图
2.7计算各工序冲压力
链轮冲压力包括落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。材料Q235、板材厚度3mm，材料的抗剪强度τ=450MPa，屈服点数值为235MPa 。
1）冲裁力
为了合理设计模具和正确选用压力机，就必须计算冲裁力[12]。计算公式如下：
P 0=δLt （2.2）
式中；P 0—冲裁力（N ）
δ—材料抗剪强度（MPa ）；
L —材料轮廓长度（mm ）；
t —材料厚度（mm ）。
本次设计中，冲裁力包括：落料力、冲孔力、拉深力、翻边力。
一般K 取1.3，那么
落料力为：P l =1.3L ⋅t ⋅τ=1.3⨯596.90⨯3⨯450N =1047564.05N
冲孔力为：P c =1.3L ⋅t ⋅τ=1.3⨯102.64⨯3⨯450N =180034.57N
拉深力为：P la =πdt σb K 1=π⨯123⨯3⨯450⨯0.5=260830.73N
翻边力为：P fb =1.1π(D m -d 0) t σs =1.1⨯π⨯(66-33.78) ⨯3⨯235=78497.75N
其中d ——拉深毛坯的直径，mm
K ——修正系数K 1——拉深系数
D m
d 0——翻边后竖边的中径，mm ——毛坯上圆孔的初始直径，mm
σs ——材料的屈服点数值，MPa
2）卸料力
卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。卸料力的计算公式如下：
P X =K X P l （2.3）
式中Px——卸料力（KN ）；
Kx——卸料力系数，查表取0.05；
P l ——落料力（KN ）。
则
3）推件力
顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力，一般叫做推件力。推件力的计算公式如下：P x =0. 05⨯1047564. 05=52378. 20N
P T =nK T P l （2.4）
式中；P T —推件力（KN ）
K T —推件力系数，查表取0.055；
n —卡在凹模里的料的个数n=h/t，其中，h 为凹模刃壁垂直部分高度
（mm ）；t为料厚（mm ）；
P T =1⨯0. 055⨯1047564. 05=57616. 02N
4）顶料力
逆着冲裁方向顶出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做顶料力。顶料力的计算公式如下：
P D =K D P c （2.5）
式中；P D —顶料力（KN）
K D —顶料力系数，查表取0.06；
P D =0. 06⨯180034. 57=10802. 07N ，
则根据式2.6得出，总的冲压工艺力为：
F =P l +Pc +Pls +Pfb +P X +P T +P D
=1047564.05+180034.57+260830.73+78497.75+52378.20+57616.02+10802.07 =1784941.76N
=1785KN
则复合模选择冲床时的总压力为F=1.3F=2320.42KN。
第三章落料、冲孔、拉深、翻边复合模的设计
3.1模具零件刃口尺寸计算
3.1.1尺寸计算原则
刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证[13]。生产实践中存在如下问题：
1）由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有锥度的，且落料大端尺寸等与凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
3）冲裁时，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙愈用愈大。
4）拉深时，凸凹模工作部分的尺寸和拉深方法有关，可查设计资料确定，也可按卡契马列克经验公式计算。
5）圆孔翻边的尺寸计算采用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径
算可以达到翻边高度。
由此，在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，应考虑：
1）落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上。
2）设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸凹模间隙择取最小合理间隙值。
3）设计拉深、翻边模时，其基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，这样在凸凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸凹模间隙择取最小合理间隙值。
4）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。
根据以上原则：落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制。由于此工件属薄板料的冲裁件，因此采用凸凹模配合加工。
3.1.2模具间隙的选择
模具间隙是指凸凹模刃口间缝隙的距离，用C 表示，俗称单面间隙。双面间隙
d 0和翻边系数计
用Z 表示。拉深、翻边V 形工件时，凸、凹模间隙是靠调整压力机闭合高度来控制的，不需要在模具结构上确定间隙[15]。以下为落料、冲孔复合模间隙的确定：
1）冲裁间隙对冲裁件质量的影响
冲裁件质量是指切断面质量，尺寸精度及形状误差。切断面应平直、光洁，即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺等缺陷。零件表面应尽量可能平整，即穹弯小。尺寸应保证不超过图纸规定的公差范围。当把凸、凹模间隙值控制在一定范围内时，冲件比较平直、光洁、毛刺很小，且所需冲裁力小。间隙过小时，在断面出现挤长的毛刺。间隙过大时，材料的弯曲与拉深增大，材料易破裂，致使制件光亮带减小，塌角与断裂斜度都增大，毛刺大而厚。
2）间隙对冲裁力的影响
当间隙小于合理间隙时，不仅冲裁力增大，而且剪切力减小。
3）间隙对模具寿命的影响
为了提高模具的寿命，一般采用较大的间隙。若采用小间隙，就必须提高模具硬度与模具制造光洁度、精度，改善润滑条件，以减小磨损。
4）凸、凹模间隙的确定
根据以上条件综合确定：
间隙选择：选择Ⅲ型，间隙适中，R 减小，α正常，拉毛正常。则根据《冲模设计手册》，落料、冲孔复合模刃口始用间隙为：
Zmin ～Zmax=0.210mm～0.270mm 。（由表2—3查得）
3.1.3尺寸分类
工件毛坯尺寸如图3.1所示，将工件尺寸进行分类如下：
1）外形尺寸
A 类：刃磨后凹模尺寸两边增大的，把产品零件图尺寸化成A0-△，△为工件公差；
2）内形尺寸
B 类：刃磨后凹模尺寸两边增大的，把产品零件图尺寸化成B+△。
3.1.4落料冲孔凸凹模刃口尺寸计算
根据零件的类型，那么尺寸的分类如图3-3所示。【10】。
图3.1落料冲孔半成品图
该模具为复合模，落料以凹模为基准，根据零件情况，凹模磨损后的尺寸变化为A 类尺寸；故查表2—7【1】得x 1=0. 5，那么
+σ+0.72/4+0.18A d =（A max -x ∙∆）（190.03-0.5⨯0.72）=190.390mm 。0=0
冲孔以凸模为基准，凸模磨损后的尺寸变化为B 类尺寸，查表2—7【1】得x 2=0. 5，
000那么B p =（B min +x ∙∆）=（33.78+0.5⨯0.39）=33.98+σ-0.39/4-0.10mm 。
该零件凸模（或凹模）刃口尺寸按上述凹模（或者凸模）的相应部分尺寸配置，保证双面间隙Z min ～Z max =0.210mm～0.270mm 。（由表2—3查得）【10】。
+0.18所以各刃口的尺寸分别为A d =190.390mm
A p =190.180
-0.18mm
+0.10mm B d =34.190
0mm B p =33.98-0.10
3.1.5拉深凸凹模刃口尺寸计算
（1）凹模圆角半径r d 和凸模圆角半径r p
由于链轮为一次拉深成型，那么凸凹模的圆角等于零件的圆角半径，
即r p =r d =3mm
（2）凸凹模间隙
根据链轮的材质和板厚，链轮的尺寸精度和表面质量要求，那么凸凹
模间隙c =1.1t max =1.1⨯3=3.3mm
（3）凸凹模尺寸及制造公差
链轮的拉深为一次拉深成形，链轮在装配的时候对链轮的内形尺寸有
要求，所以凸模尺寸为D p =(d +0.4∆) -δp
凹模尺寸为D d =(D p +2c ) +δd
又根据表4-7，那么凸凹模的制造公差σp 和分别为0.06和0.10。
0那么凸模尺寸D p =(120+0.4⨯0.63) 0=120.25-0.06-0.06mm
+0.10+0,10=126.850mm 凹模尺寸D d =(120.25+2⨯3.3) 0
3.1.6翻边凸凹模刃口尺寸计算
链轮的翻边为圆孔一次翻边成形，其结构与拉深模相似，凹模圆角对翻边成形影响不大，可按工件圆角确定，则圆角半径为3mm 。凸模圆角半径r p ≥4t ，根据零件的要求，r p =24mm。
单边间隙c=（0. 75～0.85）t 0，取最小值，则c=2.55mm.
凸凹模内径可按拉深模具的凸凹模内径计算，则
0凸模内径D p =(62.92+0.4⨯0.46) 0=63.10-0.06-0.06mm
凹模内径D d =(63.10+2⨯3.3) 0+0.10+0.10=69.700mm
3.2冲模工作零件的设计与计算
3.2.1凸模的计算和校核
1）冲孔凸模
（1）凸模的结构形式
落料、冲孔复合模的冲孔凸模选用带台肩的阶梯形凸模，此凸模与上模座紧配合，上端带台肩，以防拉下[16]，基本形状如图3.2所示：
（2）凸模的长度计算
根据模具的具体结构形式，冲孔凸模固定圈厚度h1=46mm；
卸料板厚度h2=12mm；
凸模进入凹模的深度为40mm 。
则冲孔凸模总长为：L=h1+h2+h=46+12=98mm，
则根据《模具设计大典》，落料、冲孔模凸模选择圆凸模33.78×98JB/T8057-1995T10A 。
图3.1冲孔凸模
图3.2冲孔凸模
（3）凸模强度校核
凸模长度确定后，为防止纵向失稳和折断，应进行凸模承压能力和抗弯能力的校核。冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力σ和刃口的接触应力σ两种。孔径大于K
冲件材料厚度时，接触应力大于平均压应力，因而强度核算的条件是接触应力小于或等于凸模材料的许用应力[σ]，孔径小于或等于冲件材料厚度时，强度核算条件可以是平均压应力σ小于或等于凸模材料的许用应力[σ]。本次设计中，凸模材料选取Cr12MoV ，HRC58~62。由于孔径远远大于冲件材料的厚度。则可以满足其强度要求。
凸模在中心轴向压力的作用下，保持稳定（不产生弯曲）的最大长度与导向方式有关。本次设计所采用的带台肩式的凸模，其最大允许长度按下式计算：
l ≤l max =90⨯2
（3.1）
式中F —冲孔力，N ；
d —凸模最小直径（mm ）；
2=90那么l max
综上所述，该凸模结构符合强度要求。
3.2.2凸凹模
（1）结构形式
凸凹模存在于复合模中，在本次设计中，它既是拉深凹模，又是落料凸模，它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定冲裁件的尺寸，不像凹模那样可以将外缘轮廓尺寸扩大，所以从强度考虑，壁厚受最小值限制。凸凹模的最小壁厚受冲模结构影响。凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，胀力小，最小壁厚可以小一些[17]；凸凹模装于下模（倒装复合模）时，如果是柱形孔口，则内孔积存废料，胀力大，最小壁厚要大一些。
作为冲孔凹模时，选为柱形孔口锥形凹模，刃口强度高，修磨后孔口尺寸不变，但在孔口内可能积存工件和废料，增加冲裁力和孔壁的磨损，磨损后每次的修磨量较大，凹模的总寿命较低，这种型式的凹模适用于形状复杂、精度要求较高的工件的冲裁。其通过台肩，紧固在凸凹模固定板上，以保证卸料时凸凹模的稳定及下次冲压时的精度。其上螺钉孔和销钉孔离断面的距离满足最小尺寸，即L >1.25d ，结构形式如图3.3
所示：
图3.3翻边、拉深凹模
（2）凹模的长度计算
根据模具的具体结构形式，则凹模总长为：L=98mm.
3.2.3拉深凸模
（1）结构形式
拉深凸模存在于复合模中，在本次设计中，它起到了对工件的拉深成形，并且是一次拉深成形，那么其形状尺寸就是零件的尺寸。在设计时主要考虑其精度和强度，所以从强度考虑，高度受最小值限制，以防止在工作时发生变形。拉深凸模的最小高度还受冲模结构影响。根据冲模的结构，我们取高度为28mm ，材料为Cr12MoV 。那么其结构形式如图3.4。
图3.4拉深凸模
（2）强度校核
σ压由于拉深凸模的材料为Cr12MoV ，那么在工作过程中其压应力为F 260830. 73N ===38. 89N /mm 2，又Cr12MoV 的压应力σ为780N /mm 2，π⨯（-）
σ压
3.2.4凹模的计算和校核
1）落料凹模
根据模具结构要求，落料凹模高度也应该为98mm，但是这样成本会大幅提高，所以在此采用拼接式落料凹模，用内六角螺钉和销钉相连接。螺钉孔和销钉孔里断面的距离满足最小尺寸，即L >1.25d 。下面部分用铸铁，上面工作部分用T10A ，总的图形如图3.5所示。
图3.5落料凹模
根据《冲模设计手册》，有凹模高度H =kb ,其中K 为系数，根据《冲压工艺学》查表8—3得K=0.22，b 为凹模孔的最大宽度。带入数据计算得H=41.2mm，我们选用42mm 。又根据冲裁件料宽为190.03mm ，冲件料厚为3mm ，经查表取壁厚为85mm 。那么凹模工作部分的外形尺寸为D×d×h=360×190×42，下半部分非工作部分尺寸为360×200×88。
1）翻边、冲孔凹模
翻边、冲孔凹模其形式如下图3.6；根据零件的外形尺寸和工艺要求，凹模外
形尺寸为：d×D×h=38×64×155。由于中间是用于落料的通孔，长度比较大，为防止纵向失稳和折断，应进行承压能力和抗弯能力的校核。首先对于承压能力，即最小断面的压应力小于或等于凸模材料的许用压应力，那么d min =σ压4t τ=4⨯190⨯155=117. 8mm ，大于所设计的直径，满足承压能力条件。其中1⨯10
d min 为最小直径，t 为材料厚度，τ为T10A 的抗剪强度，经查表得190MPa 。[σ压]为
（1～1. 6）⨯103MPa 。对于抗剪能力T10A 的许用应力，淬火硬度58~62HRC 时，[σ压]=
的校核，有
l ≤l max =90⨯d 2
（3.2）
式中F —冲孔力，N ；
d —凸模最小直径（mm ）；2（63. 10-33. 78）=90⨯=182. 35mm 那么l ≤l max ，大于其设计长度155mm ，满足使用
要求。
图3.6
翻边、冲孔凹模
第四章模具结构零件设计
4.1确定模具的结构形式
根据冲压工艺过程选定的模具类型，此次工艺选取的是落料、冲孔、拉深、翻边复合模。确定模具形式时综合考虑冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求及冲压设备与制模条件，操作方便与安全的前提下，应解决模具的正、倒装结构选择和定位、卸料、顶件、导向方式的选择等。
4.1.1正、倒装结构的选择
复合模的结构特点主要表现在具有复合形式的凸凹模，它既起落料凸模作用，又起冲孔凹模的作用。当凸凹模装在下模，落料凹模装在上模，成为倒装复合模。反之称为正装复合模。本次设计的落料、冲孔、拉深、翻边复合模就采用正装复合模的结构。这种结构冲孔废料由凸凹模孔下漏出，结构简单，操作方便[17]。
4.1.2定位方式的选择
为保证冲压质量和稳定冲压生产过程，冲压用毛坯（条料、带料、单个毛坯等）在模具中必须具有正确的位置。因此，定位方式的选择，是模具结构设计的重要内容。根据毛坯的形状、尺寸和模具结构的不同，可用不同的定位方式。
根据定位零件的功能不同，常见的定位方式有以下几种：
1）条料在模具中的定位方式，控制条料的送进距离。零件包括挡料销、定距侧刃、导正销。挡料销又分为固定式、活动式和初始挡料销三种，可用于各种类型的模具。定距侧刃和导正销多用于级进模，分别起初始定位和精确定位的作用。
2）控制条料的送进方向。定位零件包括导料板、侧压板。导料板可用于各种模具，有时也可用两个导料销代替。侧压板常用于级进模，以保证条料沿着导料板基准面送进[18]。
4.1.3卸料、出件方式的选择
在确定模具结构形式时，必须选择确定其卸料、出件的方式。模具的卸料方式包括刚性卸料、弹性卸料和废料切刀卸料三种，出件方式包括刚性推件和弹性推件两种。
选择卸料出件方式时，应综合考虑模具类型、工件质量要求及操作方便等因素，以使模具结构简单，工件安全可靠。
根据上述原则采用弹性推件方式。
4.1.4导向方式的选择
一般来说，对于单工序模的弯曲模、拉深模以及其他简单成型模，由于凸凹模的单边间隙较大，压力机滑块导轨的导向精度一般能满足凸凹模对中的要求，故各类模具大都不采用导向装置。对于生产批量较小，工件精度较低，冲裁厚料的单工序模，也不考虑导向装置。但因冲裁间隙较小，故对压力机滑块导轨的导向精度要求精度较高。无导向模的主要优点是加工制造简单，模具成本低。缺点是模具在压力机上的安装调整不方便，且模具寿命和工件的质量不如有导向的模具高。对于复合模、级进模和工件质量要求较高或生产批量要求较大的模具，均采用导向装置。模具的导向方式主要分为滑动导柱导套、滚动导柱导套和导板导向三种[20]。
4.2冲模零件的设计
4.2.1导向零件的设计
导向零件用来保证上模相对于下模的正确运动，其导向方式主要为滑动式导柱导套、滚动式导柱导套和导板导向三种。本次设计中模具选择滑动式A 型导柱导套。
1）安装尺寸要求
导柱直径一般在16~60mm之间，长度在90~320mm 之间。选择导柱时应考虑到模具的闭合高度要求。即在模具处于最低工作位置时，导柱上端面与上模板之间的距离不能小于10~15mm之间，以保证凸凹模多次刃磨而使模具闭合高度变小时，导柱也不会影响正常工作，导柱下端面与下模板下端面的距离一般取2~3mm，以保证下模板在压力机工作台上安装和固定。导套上端面与上模板的上平面的距离应大于3mm.
根据上述原则，本次设计的落料、冲孔复合模采用滑动导柱导套导向方式。落料、冲孔复合模采用：
A 型导柱45h5×290
A 型导套45H6×150×58
2）尺寸配合要求
导柱导套分别压入下模板和上模板的安装孔中，一般采用过盈配合H7/r6。导柱与导套之间采用间隙配合H7/h6或H6/h5。其配合精度主要取决于冲压件工序性质，
JB/T2861.1-1990JB/T2861.6-1990
冲压件的精度以及模具寿命等要求。对于一般模具，通常取间隙配合H7/h6。对于冲裁件间隙较小（小于0.03mm ）的模具，或者结构复杂的模具，级进模，或者要求寿命较长的硬质合金模，应选用间隙配合H6/h5。
3）材料及热处理要求
导柱、导套一般选用20号钢制造，为了满足其配合表面的硬度，耐磨性及一定韧性的要求，应进行表面的渗碳处理，渗碳层深度为0.8～1.2mm ，渗碳后的淬火硬度为58~62HRC。配合表面粗糙度应不大于0.8μm。
4.2.2卸料装置
1）卸料板尺寸
合理的卸料板结构形式是模具能否正常工作的重要环节之一。卸料板除了进行卸料外,在某些结构的模具中还起到保护凸模的重要作用,选用时要根据凹模周界以及模具的具体结构形式进行选择。本次设计中卸料板为圆形，尺寸为280×12，又卸料板与凸模的单边间隙一般为0.1～0.5mm ，在此取0.5mm ，那么卸料板中间孔的直径为192mm ，材料选用Q345。形状如图4.1
所示。
图4.1卸料板
2）卸料螺钉的结构形式
在本次设计中，卸料螺钉采用开槽圆柱头沉孔卸料螺钉，查阅《模具设计大典》选取的卸料螺钉为M8，长度为100mm ，材料为45钢，热处理硬度为35~40HRC。但由于长度过长，属于细长杆，需进行校核。由于总的受力分别作用在四个螺杆上，那么
F =P x 52378. 20==13094. 55N 对于每一根杆，
L ≤270d
=270⨯8
151mm
大于设计长度，满足使用要求。
3）卸料弹簧
弹簧卸料板的作用是将成形后的工件废料从凸凹模上顶出，所需的顶出力很小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳，所以用卸料螺栓固定，选用标准件，在复合模中均采用此种卸料方式。根据模具结构可以安放4个弹簧，则每个弹簧承担的卸料力即弹簧装于模具后的预压力F 0≥52. 38/4，取13.095KN 。取凸凹模刃磨量为6mm ，则弹簧工作时和凸凹模刃磨后的压缩量为
‘h +h =（t +1）+6=10mm
根据弹簧预压力F 0和需要压缩量，可选择弹簧的规格为KF18×90（材料为50CrVA ），即弹簧的大径为18mm ，小径为9mm ，工作30万次以内的最大压力为26KN ，压缩量为45mm ，那么在预压力F 0=13.095KN时的预压缩量
45⨯13095=22. 67mm ，小于所选弹簧的许可压缩量45mm ，则此弹簧可以满足要求，能保证模具的正常工作。h 0=
4.2.3挡料和导正装置
挡料装置对人工送料提供进给量的依据。当材料与挡料装置的定位面（边）接触时，即停止进给。
在材料需要于模具内更精密定位时，应采用导料板将材料导正。导料板不仅可用于人工送料，也能用于自动送料。由于模具结构的限制，本次设计用导料销代替导料板。挡料装置在单工序落料或复合模中，主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。根据模具的结构形式，本次设计的落料、冲孔复合模中，当模具闭合后允许挡料销的顶端高出材料，所以此套模具中采用A 型固定挡料销。其结构形式如图4.2所示。
根据上述原则，查阅《模具设计指导》，确定落料、冲孔复合模中采用挡料销和导料销。分别为：
挡料销A15×8×3
导料销A15×8×6JB/T7646.1-1994，材料为Q235；JB/T7646.2-1994，材料为Q235。
图4.2挡料销
4.2.4定位装置
定位装置保证工件进行后续冲压时，在模具内占有正确的位置，常用的定位装置有定位销和定位板两类。定位销沿工件外形布置。
根据模具结构需要，采用销对垫板、凸凹模、凹模、凹模垫圈、模柄进行定位，查阅《模具设计指导》，选择销A10×90、A10×100、8×10JB/T119.1-2000。如图4.3所示。
图4.3销
4.2.5出件装置
根据模具的结构，出件装置选择弹簧顶出工件。
1）拉深凸模顶出
弹簧顶件的作用是将成形后的工件顶出模具，所需的顶出力很小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳。故下模顶出采用T型顶件钉（如图4.4），弹簧，并用开槽紧定螺钉固定，选用标准件。螺钉为M8×10，GB/T73—1985.弹簧选用YA0.8×12×6-2。此处由于顶出力可以在试模的时候通过紧定螺钉调节，所以不用校
核。
图4.4顶件钉
2）凸凹模顶出
凸凹模顶出同拉深凸模顶出一样，仍选用T 型顶件钉，弹簧，并用开槽紧定螺钉固定，但是由于结构原因，开槽紧定螺钉应在中心开一个直径为4mm 的通孔，如图4.5。螺钉也为M8×10，GB/T73—1985。弹簧选用YA0.8×12×6-2
，仍不需校核。
图4.5开槽内通孔紧定螺钉
3）下模顶出
合理的顶出机构是模具能否正常工作的重要环节之一。顶出机构除了进行顶出工件外,在拉深和翻边时还起到压边的作用,设计时主要考虑模具的整体结构和顶出达到的位置，在本次设计中，选用螺钉连接和弹簧进行顶出。螺钉采用开槽圆柱头沉孔卸料螺钉，查阅《模具设计大典》选取的卸料螺钉为M8⨯130，材料为45钢，热处理硬度为35~40HRC。同样由于长度过长，属于细长杆，需进行校核。由于总的受力分别作用在四个螺杆上，那么
F =P 57616. 02==14404. 01N 44
对于每一根杆
L ≤270d
=270⨯8
=144mm
大于设计长度，满足使用要求。
弹簧的作用是将成形后的工件废料从凸凹模上顶出，所需的顶出力较小。选用弹簧弹出工件，由于成形件的高度过高，容易成形失稳，所以用螺钉固定，选用标准件，在复合模中采用此种顶件方式。根据模具结构可以安放4个弹簧，则每个弹簧承担的卸料力即弹簧装于模具后的预压力F 0≥57. 62/4，取14.405KN 。根据弹簧预压力F 0和需要压缩量，可选择弹簧的规格为KF18×125（材料为50CrVA ），即弹簧的大径为18mm，小径为9mm ，工作30万次以内的最大压力为26KN ，压缩量为62.5mm ，那么在预压
62. 5⨯14405=34. 63mm ，小于所选弹簧的许可压力F 0=13.095KN时的预压缩量h 0=缩量62.5mm ，则此弹簧可以满足要求，能保证模具的正常工作。
4.2.7固定板
固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，在本次设计中选择的均为圆形固定板。应用于凸模结构，设计时应注意以下几点：
1）凸模固定板的厚度一般选取凹模厚度的0.6至0.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉和销钉的位置。
2）固定板的上下表面应磨平，并与凸模安装孔的孔轴线垂直，固定板基准面的粗糙度为1.6至0.8μm。
3）凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/r6，压装后端面要磨平。
4）固定板材料一般采用Q235或45钢，无须热处理淬硬。
在本次设计中，复合模的上凸模固定板选择φ110mm×46mm ，材料为45。
4.2.6垫板
垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模板所受的单位压力，防止模板被局部压陷。模具中最为常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板和模板之间，模具中是否加装垫板，要根据模板所受的压力大小进行判断，模板所受的单位压力计算公式是：
F ≤[σ压]A σ=(4.1)
式中σ—模板承受的压应力（MPa ）；
F —冲裁力（N ）；
A —凸模固定端面积（mm 2）；
[σ压]—模板材料的许用压力（MPa ）；对于HT250，[σ压]=90至140MPa, 对于
ZG310—570，[σ压]=110至150MPa 。
当σ≥[σ压]时，必须使用垫板。垫板的外形尺寸可以与固定板相同，其厚度一般
取3—10mm。垫板材料为45钢或T8A 钢，淬火硬度为43至48HRC 。垫板的上下表面应磨平，表面粗糙度Ra 为1.6至0.8μm，以保证平行度要求。本次设计的垫板选取厚度为10mm ，材料为45钢的圆形垫板。
4.2.7模柄
根据模柄就是在安装在上模架最上面上的一个柄状的零件,类型有很多种,因为冲压模是要装到压力机上的,在压力机的滑块上会有一个孔,这个孔就是模柄插进去的地方,滑块上会有锁紧机构,在模具设计时模柄就要和你选的压力机的模柄孔要相符才行.模柄的作用是使上模在压力机上有一个比较准确的位置,并且压力机的滑块在上升时,也需要模柄来传递上模向上运动的动力。所以压力机和模架的大小，选择
模柄A60×125JB/T7646.1-1994，材料为Q235。如图4-6
示。
图4-6模柄
4.2.8螺钉的选择
紧固螺钉选择的为内六角圆柱头螺钉，螺纹规格为M10和M12，性能等级为
8.8级，表面氧化的A 级内六角圆柱头螺钉，代号为GB/T70.1。在本次设计中，选
用的螺钉标准件有M10×50、M10×90、M12×60、M10×80、M10×100五种。如图4.7示。
图4.7
内六角圆柱头螺钉
4.2.9上下模板（模座）
上下模板用于安装固定模具的全部主要零件，起着支撑和传递冲压力的作用。模板可带导柱和不带导柱两种，带导柱的模板已标准化，设计时，选取标准模架。
模架分为很多种，有对角式模架、四导柱模架、后侧导柱模架等等。对角式模架，其特点是导柱与模具中心对称而对角布置，因此受力平衡，有利于延长模具寿命，该模架从两个方向送料，操作较方便。但因受导柱间距离的限制，使用条料冲压时条料宽度不能太大，故常用于级进模和复合模，是生产中用的较多的一种。中间导柱模架，导柱布置在模板中部两侧，受力平衡，拔模方便，运动平稳。导向精度高，其凹模面积是导套间的有效区域，仅适用于横向送料。适用的模具凹模周界的范围是63×50mm2至500×500mm2。缺点是只能从一个方向送料，常用于弯曲拉深模具。后侧导柱模架，可从三个方向进行送料，操作方便，但由于导柱布置在后侧，故冲压时受力不平衡，影响模具寿命，主要用于一般精度的模具。四导柱的模架，受力平衡，导向精度高，适用于大型精密模具。滑动导柱模架，由于导柱和导套的导向是通过滚珠的滚动摩擦来实现的，因此导向精度高，寿命长，主要用于薄料冲裁模，硬质合金
模以及高速精密级进模。根据设计需要两套模具均选用中间导柱模架。
根据《模具设计大典》，联系实际,凹模周界为D 0=360mm，选择的滑动导向中间导柱圆形模架代号为GB/T2851.6-1990，其技术条件按照GB/T9436-1988的规定，材料为HT200。选取的中间导柱上模座和下模座为：
400×55的中间导柱上模座，代号为GB/T2855.11；
400×65的中间导柱下模座，代号为GB/T2855.12。
技术条件均采用GB/T9436-1988的规定。
4.3装配图
通过前面的分析计算可以绘制出如下装配图，如图4.8。
图4.8装配图
1-定位销2-导料销3-挡料销4-下模座5、6-内六角螺钉7-导柱8-落料凹模垫圈9-导套10-内六角螺钉11-上凸凹模12-上模座13-上垫板14-内六角螺钉15-冲孔凸模16-内六角螺钉17-模柄18-销19-凸模固定板20-弹簧21-顶件钉22、23-螺钉24-弹簧25-卸料板26-落料凹模27-拉深凸模28-螺钉29-限位圈30-弹簧31-冲孔凹模32、33-螺钉34-弹簧35-顶件钉