模具类毕业设计

多孔冲孔模设计

目录

第一章冲压件工艺性分析 (1)

1.1 冲裁件的工艺性 (1)

1.2 冲裁过程分析 (3)

第二章计算冲压力 (6)

2.1 计算冲压力，卸料力和推件力 (6)

2.2 确定模具压力中心 (8)

第三章模具具体尺寸计算 (10)

3.1 模具的加工工艺过程 (10)

3. 2 计算凸凹模刃口尺寸 (14)

3.3 凸模和凹模的结构设计 (14)

3.4 模具总体设计及主要零部件设计 (17)

第四章冲压设备和模具的装配 (19)

4.1冲压设备的选择 (19)

4.2模具的装配 (20)

设计小结 (23)

参考文献 (24)

第一章冲压件工艺性分析

1.1 冲裁件的工艺性

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，即冲裁工艺的难易程度。良好的冲裁工艺性，是指在满足冲裁件使用要求的前提下，能以最简单、最经济的冲裁方式加工出来。因此，在编制冲压工艺规程和设计模具之前，应从工艺角度分析冲件设计得是否合理，是否符合冲裁的工艺要求。

冲裁件的工艺性主要包括冲裁件的结构、尺寸、精度、断面粗糙度、材料等几个方面。

（1）冲裁件的形状力求简单、规则，有利于材料的合理利用，以便节约材料，减少工序数目，提高模具寿命，降低冲裁件成本。

（2）冲裁件的内、外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。

（3）尽量避免冲裁件上出现过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁件质量。一般情况下，悬臂和凹槽的宽度b≥1.5t(t为料厚，当料厚t﹤1㎜时，按t=1㎜计算)；当冲件材料为黄铜、铝、软钢时，b≥1.2t;当冲件材料为高碳钢时，b≥2t。悬臂和凹槽的长度l≤5b。

（4）冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小。冲孔的最小尺寸取决于材料性能、凸模强度和模具结构等因素。

（5）冲裁件的孔与孔之间、孔与边缘之间的距离，受模具强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小，一般要求c≥(1～1.5)t,c,≥(1.5～2)t。

（6）冲裁件的材料冲压所用的材料，不仅要满足使用要求，还应满足冲压工艺要求和后续加工要求。

冲压工艺对材料的基本要求有：

（1）对冲压成形性能的要求对于成形工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有良好的冲压成形功能，即应有良好的抗破裂性、良好的贴模性和定形性。对于分离工序，则要求材料具有一定的塑性。

（2）对表面质量的要求材料的表面应光洁、平整，无缺陷损伤。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，制件的表面质量也好。

（3）对材料厚度公差的要求材料的厚度公差应符合国家标准。因为一定

的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还将导致废品的出现。在校正弯曲、整形等工序中，有可能因厚度方向的正偏差过大而引起模具或压力机的损坏。

1．2冲裁过程分析

1.2.1冲裁是利用模板使板料产生相互分离的冲压工序。

1.2.2冲裁工序的种类很多，常用的有切断、落料、冲孔、切边、切口、剖切等。但一般来说，冲裁主要是指落料和冲孔。从板料上沿封闭轮廓冲下所需形状的工件或工序件叫落料；从工序件上冲出所需形状的孔（冲去部分为废料）叫冲孔。例如冲制一平面垫圈，冲其外形的工序是落料，冲其内孔的工序是冲孔。

冲裁是冲压工艺中最基本的工序之一，它既可以直接冲出成品零件，又可为弯曲、拉深和成形等其它工序制备毛坯，因此在冲压加工中应用非常广泛。

1.2.3冲裁变形过程

了解和掌握冲裁变形规律，有利于冲裁工艺与冲裁模设计，有利于控制冲件质量。在凸、凹模间隙正常，刃口锋利的情况下，冲裁变形过程可分为三个阶段（1）弹性变形阶段凸模开始接触板料并下压时，凸模与凹模刃口周围的板料产生应力集中，使材料产生弹性压缩、弯曲、拉深等复杂的变形，板料约微挤入凹模洞口。此时，凸模下的材料约有弯曲，凹模上的材料则向上翘。间隙越大，弯曲和上翘越严重。随着凸模继续压入，直到材料内的应力达到弹性极限，弹性变形阶段结束。

（2）塑性变形阶段随着凸模继续压入，板料内的应力达到屈服点，板料与凸模和凹模的接触处产生塑性剪切变形。凸模切入板料，板料挤入凹模洞口。在板料剪切面的边缘由于弯曲、拉伸等作用形成塌角，同时由于塑性剪切变形，在切断面上形成一小段光亮且与板面垂直的断面，纤维组织产生更大的弯曲和拉伸变形。随着凸模的下压，应力不断加大，直到分离变形区的应力达到抗剪强度，塑性变形阶段结束。

（3）断裂分离阶段板料的应力达到抗剪强度后，凸模再向下压，则在板料与凸模、凹模的刃口接触处分别产生裂纹，随着凸模下压，裂纹逐渐扩大并向材料内延伸。当上、下裂纹重合时，板料便被分离。凸模再下压，将已分离的

材料克服摩擦阻力从板料中推出，完成冲裁过程。

由上述冲裁过程的分析可知，冲裁过程的变形是很复杂的。冲裁变形区为凸、凹模刃口连线的周围材料部分，其变形性质是以塑性剪切变形为主，还伴随有拉深、弯曲与横向挤压等变形。所以冲裁件及废料的平面常有翘曲现象。

（4）冲裁件断面特征在正常的冲裁工作条件下，由凸模刃口出发的剪裂缝与由凹模刃口出发的剪裂缝是重合的。

冲裁件的断面不很整齐，仅短短的一段光亮带式柱体。若不计弹性变形的影响，则板料孔的光亮柱体部分尺寸，近似等于凸模尺寸；落料的光柱体部分，近似等于凹模尺寸。对于板料孔，决定与轴类零件配合性质的是它的最小尺寸，即其光柱体部分尺寸；对于落料孔，决定于孔类零件配合性质的是它的最大尺寸，也是它的光柱体部分尺寸。

本论文进行多孔冲孔模设计，工件简图：如图1所示，生产批量：大批量材料：08钢，材料厚度：2㎜。

图1 工件简图

由工件简图可见，该工件的加工涉及到落料、拉深、冲孔三种工序内容。根据变形特点，对于带孔的拉深件，尤其是￠5㎜孔到直壁的距离较近，一般应先拉深后冲孔。因此，本例所设计的模具为在落料和拉深之后使用的冲孔模。

对于所冲小孔￠5㎜，查表得，一般冲孔模对该种材料可以冲压的最小孔径为d≥t,t=2㎜,因而￠5㎜孔符合工艺要求。

对于孔心距35±0.1mm,查表得，一般精度模具可达到的两孔中心距离公差为±0.1mm，因而符合尺寸精度工艺要求。

由图可知，最小孔边距为：b≥3㎜,b1≥2㎜。而零件上各孔的孔边距均大于最小孔边距。以上各项分析，均符合冲裁工艺要求，故可采用多孔冲裁模进行加工。

第二章计算冲压力

在冲裁过程中，冲压力是冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。冲压力是选择压力机、设计冲裁模和校核模具强度的重要依据。

本模具采用弹性卸料板

2.1计算冲压力、卸料力和推件力

2.1.1 冲裁力冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力。在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入板料的深度（凸模行程）而变化的。影响冲裁力的主要因素有材料的力学性能、厚度、冲件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度等值等。综合考虑上述影响因素，冲压力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。

对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力F可按下式计算：

F=KLtτ式（1）

式中 F-冲裁力（N）；

L-冲裁周边长度（㎜）；

t-材料厚度（㎜）；

τ-材料抗剪强度（MPa）；

K-考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数，一般取K=1.3.

为计算方便，也可以使用材料的抗拉强度进行计算：

F=Ltб

式（2）

b

-材料的抗拉强度（MPa）。

式中б

b

对于同一种材料，抗拉强度与抗剪强度关系为

≈1.3τ式（3）

б

b

为降低冲裁力，提高模具寿命，将多凸模作阶梯形布置，小孔4-￠5mm做得短些，大孔3-￠18mm和25×R5㎜长槽做得长些。其小孔层和大孔层的高度差H=t=2㎜。

小孔层： F

Lt=62㎜×2㎜×380MPa=47.7×103N

1

大孔层： L=〔3π×18+2×（π×5+25）〕㎜=251㎜

F

2

=251㎜×2㎜×380MPa=191×103N

F=F

1+F

2

=238.7×103N

因为 F2﹥F1

所以，选择冲床时的冲裁力为F2。

2.1.2卸料力

当冲裁结束时，由于材料的弹性回复及摩擦的存在，从板料上冲压下的部分会梗塞在凹模空口内，而冲裁剩下的材料则会紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上和卡在凹模内的材料（冲件或废料）卸下而推出。

F=K卸F 式（4）

查表2-15，取K

卸

=0.05

故F

卸

=0.05×238.7×103N

2.1.3 推件力

F

推=nK

推

F 式（5）

选择图2-17b的凹模刃形式，取h=6㎜,

则n=h/t=6㎜/2㎜=3个

查表2-15，K

推

=0.05

故F

推

=3×0.05×238.7×103N=35.8×103N

卸料力、推件力合顶件力是从压力机和模具的卸料、推件和顶件装置中获得的，所以在选择压力机的公称压力和设计冲模时，应分别予以计算。

影响这些力的因素较多，主要有材料的力学性能与厚度、冲件形状与尺寸、冲模间隙与凹模孔口结构，排样时搭边的大小及润滑情况等。

2.1.4 总冲压力的计算在计算压力机所需总压力时，须加上推件力。如果采用橡皮、弹簧或气动卸料器时，也须加上这些缓冲装置的压缩力。

采用刚性卸料装置时：

F

总=F+F

x

式（6）

采用弹性卸料装置时：

F

总=F+F

x

+F

t

或F

总

=F+F

x

+F

d

式（7）

选择冲床时的总冲压力：

F

总=F

2

+F

卸

+F

推

=238.7Kn

2.2 确定模具压力中心

2.2.1 冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心。为保证冲模平衡的工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线，且和压力机滑块的中心线相重合。模具压力中心的确定，在冲裁大型复杂形状工件、多凸模冲裁及两许冲裁时尤为重要。

冲裁力的压力中心和冲裁件的重心不同，它是指冲裁力合力作用中心，与冲裁力的大小及位置有关。而工件的重心则取决于工件形状及其质量分布。只有当工件具备中心形状对称时，其压力中心才能与重心重合。

画出工件形状，把冲裁周边分为基本线段，并选定坐标系xOy,如图2所示。

图2 压力中心

L

1=5π=15.7 x

1

=-29 y

1

=-16

L

2=15.7 x

2

=20 y

1

=-23

L

3=15.7 x

3

=24 y

3

=23

L

4=15.7 x

4

=-20 y

4

=23

L

5=18π=56.52 x

5

=0 y

5

=25

L

6=-17.5 x

6

=-17.5 y

6

=3

L

7=56.52 x

7

=17.5 y

7

=7

L

8=81.4 x

8

=0 y

8

=-15

X

e =l

1

x

1

+l

2

x

2

+…+l

8

x

8

/l

1

+l

2

+…+l

8

=-0.25mm 式（8）

Y

c =l

1

y

1

+l

2

y

2

+…+l

8

y

8

/l

1

+l

2

+…+l

8

=2.04mm 式（9

第三章模具具体尺寸计算

3.1 模具的加工工艺过程

由工件简图可见，该工件的加工涉及到落料、拉深、冲孔三种工序内容。根据变形特点，对于带孔的拉深件，尤其是￠5㎜孔到直壁的距离较近，一般应先拉深后冲孔。

3.1.1 拉深工艺与拉深变形过程分析

（1）拉深是指利用模具将平板毛坯冲压成开口空心零件或开口零件进一步改变形状尺寸的工艺。在冲压生产中，拉深是广泛使用的工序，通过拉深可获得筒形、阶梯型、锥形、球形、抛物线形等轴对称空心件。

（2）拉伸件的分类用拉深工序得到的制件一般分为三类：

①旋转件零件如搪瓷脸盆、铝锅等。

②盒形零件如饭盒、汽车油箱等。

3.1.2 拉深件的工艺性

（1）拉深件的形状拉深件的结构形状应简单、对称，尽量避免急剧的外形变化。标注尺寸时，应根据使用要求只标注内形尺寸或只标注外形尺寸，筒壁和底面连接处的圆角半径只能标注为内形尺寸，材料厚度不宜标注在筒壁或凸缘上。设计拉深件时应考虑到筒壁及凸缘厚度的不均与性与其变化规律，凸模圆角区变薄显著，最大变薄率约为材料厚度的10%-18%，而筒口或凸缘边部，材料显著曾厚，最大曾厚率约为材料厚度的10%-30%。多次拉深件的筒壁和凸缘的内、外表面应允许出现压痕。非对称的空心件应组合成对进行拉深，然后将其切成两个或多个零件。

（2）拉深件的高度拉深件的高度h对拉深成形的次数和成形质量均有重要影响，常见零件一次成形拉深高度为：

无凸缘筒形件 h≤（0.5-0.7）d(d为拉深件壁厚中径)；

带凸缘筒形件（d

1

/d）<1.5时，h≤(0.4-0.6)d(d为拉深件凸缘直径)。

（3）拉深件的圆角半径拉深件凸缘与壁筒件的圆角半径应取r

a

≥2t(t为

材料厚度)，为便于拉深顺利进行，通常取r

a ≥(4-8)t;当r

a

<2t时，需增加整形

工序。拉深件底与筒壁间的圆角半径应取r

t

≥2t,为便于拉深顺利进行，通常取

r t ≥(3-5)t；当零件要求r

t

（4）拉深件的尺寸精度拉深件的径向尺寸精度可在FT1-FT10之间选择，对于精度要求较高的，则需增加校形工序。

3.1.3 拉深工件毛坯尺寸的确定

拉深工件毛坯的形状一般与工件的横截面形状相似，如工件的横截面是圆形、椭圆形、方形则毛坯的形状基本上也是圆形、椭圆形、方形。

毛坯尺寸的确定方法很多，有等质量法、等体积法、等面积法等。拉深工件的毛坯仅用理论方法确定并不十分精确，特别是一些复杂形状的拉深件，用理论方法确定十分困难。通常是在已做好的拉伸模中对已由理论分析初步确定的毛坯来试压、修改，直到工件合格后才将毛坯形状确定下来，再做落料模。注意毛坯的轮廓周边必须制成光滑曲线，且无急剧转折。

（1）修边余量△h 由于金属流动条件和材料的各向异性，毛坯拉深后，工件边口不齐，一般情况拉深后都要修边，因此在计算毛坯的尺寸时，必须把修边余量计入工件。修边余量用△h表示。

（2）简单形状拉深件毛坯计算

①等面积法一般比较规则形状的拉伸工件的毛坯尺寸可用此方法。具体方法是将工件分解为若干个简单几何体，分别求出各几何体的表面积，然后对其求和，根据等面积法，求和后的表面积应等于工件的表面积，对于旋转类零件，因为毛坯形状是圆的，即可得毛坯的直径。

②重心法如果拉深件是不规则的集几何体，其部分面积用表查不到或过于麻烦，重心法则较适用。

重心法的原理是：任何形状的母线，绕同一平面内的轴线旋转所形成的旋转体，其表面积等于母线长度与母线的重心绕轴线旋转周长的乘积，其计算简下式： A=2∏RL 式（10）

根据面积相等的原理：

∏D2/4=2∏RL 式（11）

式中 A－旋转件的表面积（mm2）；

R－母线重心到旋转轴的距离（mm）；

L－母线的长度（mm）；

D－毛坯直径（mm）。

3.1.4 拉深力

（1）拉深力的计算

第一次拉深 F 1=∏d 1t δb K 1 式（12） 以后各次拉深 F n =∏d n t δb K 2 式（13） 在式中 F 1－第一次拉深力（N ）； F n －以后各次拉深力（N ）； K 1、K 2－修正系数；

D 1，、d n －各次拉深后工件直径（mm ）； δb －抗拉强度（MPa ）； t －制件的壁厚（mm ）。 （2）压边力 压边方式及压边力的确定。

①采用压边圈的条件 压边是防止起皱的一个有效方法。是否需要加压边，可用下述公式进行估算。用锥形凹模拉深时，不用加压边的条件为:

首次拉深 t/D ≥0.03（1-m ） 以后各次拉深 t/D ≥0.03(1/m-1)

用普通平端面凹模拉深时，不用加压边的条件为：

首次拉深 t/D ≥0.045(1-m) 以后各次拉深 t/D ≥0.045(1/m-1) 式中 t －材料厚度（mm ）； D －毛坯直径（mm ）； m －拉深系数。

如果不能满足上述公式要求，则在拉伸模设计时应考虑加压边装置。

②压边力大小

拉深任何工件 F y =AP 式（14） 式中 F y －压边力（N ）；

A －在压边圈下的毛坯投影面积（mm ）； P －单位压边力（MPa ）； ③压力机的公称压力

F yg ≥1.4（F y +F l ） 式（15） F yg －压力机的公称压力（拉深总力，kN ）；

F

－拉深力（kN）；

1

－压边力（kN）；

F

y

3.1.5 拉深系数

（1）拉深系数的概念拉深系数是指拉深后工件直径与拉深前工件（或毛坯）直径之比。

拉深系数是拉深变形程度的标志，拉深系数小，拉深前后工件直径变化就大，即拉深变形程度大；反之则小。拉深系数是拉深变形工艺中一个非常重要的参数，是拉深工艺计算的基础在实际生产中采用的拉伸系数是否合理是拉深工艺成败的关键。若采用的拉伸系数过大，即拉深变形程度小，材料塑性潜力未被充分利用，拉深次数就会增加，模具数量也就增加，成本随之提高；反之若拉深系数过小即拉深变形程度过大，拉深就可能无法进行。因此，实际生产中选用拉深系数时，应在充分利用材料塑性的基础上又不使工件拉裂，这个使拉深件不被拉裂的最小拉深系数称为极限拉深系数。

（2）影响极限拉深系数的因数

①毛坯的相对厚度t/T 毛坯相对厚度大则毛坯的稳定性好，不易起皱，压边力可以减小甚至不需压边，从而减小了拉深力，因此允许的m值可以小一些。

②材料的厚度异性系数γ材料的厚向异性系数对极限拉深系数影响很大，γ值大说明材料易于横向变形，即凸缘切向容易压缩变形，而传力区不易产生厚向变形（即不易产生缩颈），因此材料的γ约大，允许的m越小。

③材料的力学性能材料的屈强比越小，极限拉深系数就越小。

④拉深模的几何参数主要是凸、凹模的圆角半径，凹模的圆角半径约小，将使弯曲应力曾大，拉深系数变大；凸模圆角半径大小对拉深系数影响不大，但凸模圆角半径过小则该处材料严重变薄降低了传力区的承载能力，拉深系数会变大。

⑤润滑良好的润滑条件可以减小摩擦系数，减小拉深力，从而可以减小拉深系数。但凸模与工件之间的摩擦力有利于提高传力区的承载能力，因此凸模与工件之间不必进行润滑。

3.2 计算凸凹模刃口尺寸

据表2-10查得间隙值Z min =0.02,Z max =0.26 据表2-12查得凸、凹模的制造公差

δ凸=0.02 δ凹=0.02

校核：Z max -Z min =0.04 δ凸+δ凹=0.04

满足Z max -Z mi n ≥δ凸+δ凹=的条件，可采用凸、凹模分开加工的方法。 对零件图中未注公差的尺寸，由书末附录E 查出其极限偏差：￠5+0.160，￠18+0.240，R5+0.30。

查表2-13得因素x: ￠5㎜孔 x=0.75 ￠5㎜孔 x=0.5 R5㎜槽 x=0.75

凸模刃口尺寸的计算：

D 凸=(d+x △)0-δ凸 式（16）

￠5凸=(5+0.75×0.16)0-0.02㎜

￠18凸=（18+0.5×0.24）0-0.02㎜ R5凸（5+0.75×0.3）0-0.02㎜=5.230-0.02㎜

凹模刃口尺寸的计算：

D 凹=（d 凸+Z min ）+δ凹0 式（17）

￠5凹=(5.12+0.22)+0.020㎜=5.34+0.020㎜

￠18凹=(18+0.5×0.24)+0.020㎜ R5凸=（5.23+0.22）+0.020㎜

3.3 凸模和凹模的结构设计

凸模￠5.120-0.02比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸和自由长度是否满足强度要求。即：

按式（18） d min ≥4t τ/[δ压]=4×2×300=1.7mm 最小凸模直径5.12＞1.7，顾满足强度要求。 按式（19）

L

≤95d2/F1/2=95×52/(11932)1/2mm=22mm

max

可见，允许的凸模最大自由长度22㎜满足不了模具的结构尺寸要求，故利用卸料板对凸模加以保护。

按式（20）

≤270d2/F1/2=270×52/(11932)1/2mm=62mm

L

max

当模具总体设计使该模具的自由长度小于62㎜时，即可满足其弯曲强度要求。凸模固定板如图3所势示：

凹模的外形尺寸：由于冲压件的￠5㎜孔边与拉深侧壁的距离较近，为了保证凹模有足够的强度，而采用拉深件口部朝上防置，因此凹模的外形尺寸仍可按常规进行设计。参考式（2-25）和式（2-26），并根据模具结构，去凹模厚度H=25㎜，凹模壁厚c=50㎜。凹模上各孔中心距的制造误差应比工件精度高3-4级（零件图中未注公差的孔中心距由书末附录E查其极限偏差），凹模的零件简图如图4所示。

1

图4 凹模零件图

3.4模具总体设计及主要零部件设计

定位板5对冲压件起定位作用。弹性卸料板7上有与￠5㎜凸模相配合的导向孔，并在卸料板两侧装有两导套6与导柱9配合，因此该卸料板除了起卸料作用外，在冲孔时还起到压件和对小凸模的保护作用。冲出的废料可通过凹模的内孔从冲床台面孔漏下。

卸料橡胶的设计计算：橡胶的自由高度为

H

自由=（3.5～4）s

工作

式（21）

其中s

工作

=t+1+修模量=2㎜+1㎜+5㎜=8㎜

故H

自由

=28～32㎜

橡胶的装配高度为

H

2=（0.85～0.9）H

自由

≈25㎜

本模具选用适合于单个毛坯冲裁的中间导柱标准模架。这种模架的导柱装在模具中心对称位置，冲压时防止由于偏心力距而引起的模具歪斜，并且便于在卸料板上安装导套。

上模座L/㎜×B㎜×H/㎜=200×200×45

下模座L/㎜×B/㎜×H/㎜=200×200×50

导柱 d/mm×L/mm=35×160

导套d/㎜×L/㎜×D/㎜=35×105×43

模架闭合高度：170～210㎜

垫板厚度取10㎜

凸模固定板厚度取18㎜

橡胶的装配高度为25㎜

卸料板厚度取28㎜

模具的闭合高度为

H

模

=（45+10+18+25+28+2+25+50）㎜=203㎜

凸模的自由长度为L=(25+28+2+1+5)㎜=61㎜

其中凸模进入凹模的深度为1㎜；凸模的修模量为5㎜。

因为L＜L

max

=62㎜,故满足弯曲强度要求。

第四章冲压设备和模具的装配

4.1冲压设备的选择

4．1.1冲压设备的选择很多，其分类的方法也很多。如按驱动滑块力的种类可分为机械式、液压式、气动式等；按滑块个数可分为单动、双动、三动等；按驱动滑块机构的种类又可分为曲柄式、肘杆式、摩擦式等。冲压生产中常按驱动滑块力种类把压力机分为机械压力机和液压压力机。

压力机的选用是制定冲压工艺和制定模具设计方案的一项重要内容。它直接关系到合理使用设备，顺利实现冲压工艺，提高模具寿命，方便操作以及提高生产率等一系列重要问题。

4.1.2 冲压设备的选用要根据所要完成的冲压的工序性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。

①对于中小型冲裁件、弯曲件和浅拉深件的冲压，常采用开式曲柄压力机。虽然C形床身的开式压力机刚度不够好，冲压力过大会引起床身变形导致冲模间隙分布不均，但是它具有三面敞开的空间，操作方便并且容易安装机械化的附属装置，而且成本低廉。目前仍然是中小型冲压件生产的主要设备。

②对于大中型和精度要求高的冲压件，多采用闭式曲柄压力机。这类压力机两侧封闭，刚度好、精度较高，但是操作不如开式压力机方便。

③对于大型或叫复杂的拉伸件，常采用上传动的闭式双动拉深压力机。对于中小型的拉伸件（尤其是搪瓷制品、铝制品的拉伸件），常采用底传动式的双动拉深压力机。闭式双动压力机有两个滑块，即压边用的外滑块和拉伸用的内滑块。压边力可靠、易调，模具结构简单，适合于大批量生产。

④对于大批量生产的或形状复杂、批量很大的中小型冲压件，应优先选用自动高速压力机或者多工位自动压力机。

⑤对于批量小、材料厚的冲压件，常采用液压机。液压机的和模行程可调，尤其是施力行程较大的冲压加工，与机械压力机相比具有明显的优点，而且不会因为板料厚度超差而过载，但其生产速度慢，效率较低。液压机可以用于弯曲、拉深、成形、较平等工序。

⑤对于精冲零件，最好选择专用的精冲压力机。否则要利用精度和刚度较高

的普通曲柄压力机或液压机，添置压边系统和反压系统后进行精冲。

这里选择开式双柱可倾压力机 J23-25

公称压力：250Kn

滑块行程：65㎜

最大闭合高度：270㎜

连杆调节长度：55㎜

滑块中心线至床身距离：200㎜

工作台尺寸（前后×左右）：370×560㎜

垫板尺寸（厚度×孔径）：50×￠200㎜

模柄孔尺寸（直径×深度）：￠40㎜×60㎜

最大倾角：300

4.2 模具的装配

模具装配是模具制造过程的最后阶段，装配质量如何将影响模具的精度、寿命和个部分的功能。同时模具装配阶段的工作量又比较大，又将影响模具的生产制造周期和生产成本。因此模具装配是模具制造中的重要环节。

4.2.1模具装配精度要求

模具装配精度包括：

（1）相关零件的位置精度例如定位销孔的位置精度；上下模之间，定、动模之间的位置精度；型腔、型孔之间的位置精度等。

（2）相关零件的运动精度包括直线运功精度、圆周运动精度及传动精度。例如导柱和导套之间的配合状态，顶块和卸料装置的运动是否灵活可靠，进料装置的送料精度等。

（3）相关零件的配合精度相互配合零件间的间隙和过盈程度是否符合技术要求。

（4）相关零件的接触精度例如模具分型面的接触状态如何，间隙大小是否符合技术要求，弯曲模的上、下成型表面的吻合一致性，拉深模定位套外表面与凹模进料表面的吻合程度等。

4.2.2模具装配的工艺方法

模具装配的工艺方法有互换法、修配法和调整法。模具生产属于单件小批生产，有具有成套性和装配精度高的特点，所以目前模具装配常用修配方法和调整法。今后随着模具加工设备的现代化，零件制造将满足互换法的要求，互换法的应用会越来越多。

（1）互换法

互换法的实质是利用控制零件制造加工误差来保证装配精度的方法。按互换程度不同分为完全互换法和不完全互换法。

互换法的优点是：

①装配过程简单，生产率高。

②对工人技术水平要求不高，便于流水作业和自动化装配。

③容易实现专业化生产，将低成本。

④备件供应方便。

互换法的缺点是：

①零件加工精度要求高（相对其它装配方法）。

②部分互换法有不合格产品的可能。

(2) 修配法

在单件小批生产中，当装精度配要求高时，如果采用完全互换法，则使相关零件尺寸精度要求很高，这对降低成本不利。在这种情况下，采用修配法是适当的。

修配法是在某个零件上预留修配量，在装配时根据实际需要休整预修面来达到装配精度的方法。修配法的优点是能够获得很高的装配精度，而零件的制造精度可以放宽。缺点是装配中增加了修配工作量，工时多且不易预定，装配质量依赖于工人技术水平，生产率低。

（3）调整法

调整法的实质与修配法相同，仅具体方法不同。它是利用一个可调整的零件来改变它在机器中的位置，或变化一组定尺寸零件来达到装配精度的方法。

调整法可以放宽零件的制造公差。但装配时同样费工费时，并要求工人有较高的技术水平。

4.2.3模架的装配方法

（1）压入式模架的装配

压入式模架的导柱和导套与上、下模座采用过盈配合。

按照导柱、导套的安装顺序，有以下两种装配方法。

1.先压入导柱的装配方法其装配过程如下：

①选配导柱和导套。按模架精度等级规定，选配导柱和导套，使其配合间隙符合技术要求。

②压入导柱。压入导柱时，在压力机平台上将导柱置于模座孔内，用专用工具的百分表（或宽座角尺）在两个垂直方向检验和校正导柱的垂直度。边检验校正，将导柱徐徐压入模座。

③检测导柱与模座基准平面的垂直度。应用专用工具或宽座角尺检测垂直度，不合格时退出重新压入。

④装导套。将上模座反置套上导套。

⑤压入导套。

⑥检验。将上模与下模对合，中间垫上等高垫块，检验模架平行度精度。

2.先压入导套的装配方法。其装配过程如下:

①选配导柱和导套。

②压入导套。将上下模座放于专用工具的平板上，平板上有两个与底面垂直、与导柱直径相同的圆柱，将导套分别套入两个圆柱上，垫上等高垫块，在压力机上将两导套压入上模座。

③装导柱。在上下模座之间垫入等高垫块，在压力机上将导柱压入下模座5-6mm。然后将上模提升到导套不脱离导柱的最高位置，然后轻轻放下，检验上模座与等高垫块接触的松紧是否均匀。如松紧不均匀，应调整导柱，直至松紧均匀。

④压入导柱。

⑤检验模架平行度精度。

（2）粘接式模架的装配

粘接式模架的导柱和导套（或衬套）与模座以粘接方式固定。

粘接式模架，对上下模座配合孔的加工精度要求较低，不需精密设备。模架的装配质量和粘接质量有关。