毕业设计（论文）
第5章 模具主要零件的设计
设计时，首先要考虑主要零部件用什么方法加工制造和总体装配。结合模具的特点，本模具适合采用线切割加工凸模固定板、卸料板、凹模及外形凸模、内孔凸模。这种加工方法可以保证这些零件各个内孔的同轴度，使装配工作简化。下面就分别介绍各个零部件的设计方法。
5.1 凸凹模的结构设计
5.1.1 冲孔凸凹模
5.1.1.1凹模的设计
在冲压过程中，与凸模配合并直接对制件进行分离或成形的工作零件称凹模。按模具结构分：整体式和镶拼式，对于小圆孔和小的异型孔，为了便于加工、更换，可在凹模固定板上嵌入多个圆柱形的整体凹模镶件。电钢琴喇叭支架腹板上设计有多个异形孔，两端翼板结构复杂，故采用镶拼式。
凹模厚度的确定公式为：H=Kb
式中：K—系数值，考虑板料厚度的影响；b—冲裁件的最大外形尺寸；
按上式计算后，选取的H值不应小于（15～20）mm;
表5.1 系数值K
材料厚度t/mm s/mm <1 <50 >50~100 >100~200 >200 0.30~0.40 0.20~0.30 0.15~0.20 0.10~0.15 >1~3 0.35~0.50 0.22~0.35 0.18~0.22 0.12~0.18 >3~6 0.45~0.60 0.30~0.45 0.22~0.30 0.15~0.22 查表5.1得： K=0.25 H=0.25×70.36=17.59mm 取H=18mm
模具壁厚的确定公式为：C=(1.5~2)H =27~36mm 凹模壁厚取C=30mm，选材T10A，HRC60—64。
凹模的长度要考虑导料销发挥的作用，保证送料粗定位精度。 5.1.1.2 凸模设计
因为冲孔凸模是圆凸摸，仍然选用阶梯式凸模，采用线切割加工。与凸模固定板采用
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H7/r6配合。冲孔凸模材料应选T10A，热处理56~60HRC，凸模与卸料板之间的间隙查表0.035mm。
凸模的长度L=H1＋H2＋H3＋h
式中： H1—凸模固定板的高度；H2—卸料板的厚度 H3—导料板的厚度；h—附加的长度
?L=57mm 选用T10A为凸模材料，HRC58—62。 冲孔凸凹模设计如图5.1下：
图5.1 冲孔凸凹模设计图
5.1.2 弯曲凸凹模
电钢琴喇叭支架有异形孔，结构形状复杂，采用两次弯曲，第一次折弯45°，第二次折弯90°。因为不是标准件，根据弯曲数据。设计如图5.2：
图5.2 折弯凸凹模
5.2导向零件
导向装置用于冲裁模具上、下模之间的定位连接和运动导向，导向零件可以消除压力机滑块运动误差对模具运动精度的影响，保证凸、凹模间间隙分布均匀，便于模具安装和
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调整，因而可以提高模具的使用寿命和冲裁件精度。因此，在设计生产冲裁件批量较大的冲裁模时，一般均采用导向装置，以保证上、下模的精确导向。
导柱、导套的结构形式有滑动与滚动两种。对于一般的冲压加工，采用滑动导柱、导套能够保证精度；但工件腹板上设计有多个异形孔，两端翼板结构复杂，所以本模具采用外滚动导柱导套式、内滑动导柱导套。 查表5.2得：
外导柱：滚动导向导柱，基本尺寸Φ25mm，l?170mm，材料T10A。 外导套：滚动导向导套，基本尺寸?31mm，d?45mm，材料T10A。
表5.2 滚动导向导套
基本尺寸 d 22 100 100 25 100 120 3 31 L 100 3 28 钢球直径 D 基本尺寸 配合要求 与滚动导向导柱配合的过盈量0.01—0.02 45 d1 42 配合：导套孔径与导柱相配，一般采用H7/r6，精度要求很高的时候为H6/r5 配合。为了保证导向，要求导柱、导套的配合间隙小于凸、凹模之间的间隙。外径D与上模座相配，采用H7/r6过盈配合；导柱一端与下模座过盈配合（H7/r6），两端的标称尺寸相同，公差不同。导套与导柱采用间隙配合，一般精度为H7/h6。如图
图5.3 滚珠导柱导套
5.3模柄
模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具；（2）带台阶的压入式模柄，可以保证较高
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的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具；（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具；（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具；（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。
本模具采用有凸缘的模柄，凸缘部分埋入上模座的上平面内，装拆比较方便，适用于级进模。
模柄孔尺寸?50mm：过度配合H7/m6，选材Q235，如图5.4。
图5.4 带凸缘式模柄
在设计模柄时模柄长度不得大于冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔径一致。
5.4模架与模座
上、下模座用来安装全部模具零件，构成模具的整体和传递冲压力。因此模座要有足够的强度和刚度。模架是上、下模座中间联以导向装置的总体，是模具的主体结构。冷冲模的主要零件都要通过螺钉、销钉等连接到模架上，以构成一副完整的冲模。模架在起连接作用的同时，还用于保证凸模和凹模具有正确的位置，即起导向作用。模架的结构形式，按导柱在模座上的固定位置不同，有对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架和四导柱模架。设计时，矩形模座的外径应比凹模直径大40-70mm，宽度取与凹模相同的尺寸；下模座轮廓尺寸应比压力机工作台漏料孔至少大40-50mm，模座厚度通常取为凹模厚度的1-1.5倍。
选用滚动四导柱模架，如图5.5。
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图5.5 四导柱模架
上模座选用 L×B×H=355×215×30mm，材料45钢。 下模座选用 L×B×H=355×215×40mm，材料45钢。 材料一般选用HT210 4．技术要求
（1）上、下两平面应保持平行，平行度偏差不应该超过规定的数值； （2）安装导柱、导套的孔位置应该一致，而且要求孔与地面垂直；
（3）一般加工过程为毛坯经过时效处理后在铣床上粗加工上下两平面，留精加工余量，最后在平面磨床上精磨到符合图样要求。
5.5 固定板和垫板
5.5.1固定板
冲模中的固定板，根据用途不同有主要用于固定凸模的凸模固定板和用于固定凹模的凹模固定板。多工位的固定板不仅要安装凸凹模，还要安装一些其他零件，如侧刃、导正销、小导柱导套等。因此多工位级进模的固定板要求刚性和强度更高些。固定板上的固定孔一般由线切割直接加工而成，也可以采用镶拼结构，加工过程中各凸模固定孔的配合面必须保持与固定板两平面垂直。
查表5.3，根据经验公式：凸模固定板H=（1—1.5）D 凹模固定板 H=（0.6—0.8）H0 式中：D—凸模与固定板配合尺寸，H0—凹模与垫板高度之和。 经计算：取H凸?20mm H凹?30mm ，
凸模固定板尺寸：20?160?200mm，凹模固定板尺寸：30?160?200mm。 材料选用CrWMn。
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