模具毕业设计90密封垫片冲裁模设计

毕业设计
题目密封垫片冲裁模设计
系别机电系
专业模具设计与制造
班级班
姓名
学号
指导教师
日期
摘要 (2)
前言 (3)
1材料分析和模具结构的确定 (4)
1.1工艺分析 (4)
1.2工艺方案的确定 (4)
1.3毛坯形状，尺寸和下料方式的确定 (5)
1.4排样和材料的利用率 (6)
1.5冲模结构的确定 (7)
2主要数据的计算 (9)
2.1各部分工艺力计算 (9)
2.2主工作部分尺寸计算 (11)
2.3凸模的长度计算 (14)
2.4凸模能力的效核 (14)
3主要工作部分的形式选择 (16)
3.1凸模固定形式的选择 (16)
3.2凹模的选择 (16)
3.3凸、凹模的选择 (18)
4冲裁设备的选择与验算 (19)
4.1冲裁设备的选择 (19)
4.2 冲裁功的验算 (19)
4.3压力中心的确定 (20)
4.4闭模高度的计算 (20)
5其它零件的设计与选择 (21)
5.1弹性元件的计算 (21)
5.2定位零件的设计 (22)
5.3卸料装置的设计 (22)
5.4推件装置的设计 (23)
5.5凸凹模固定板的设计 (23)
5.6垫板选用 (24)
5.7导柱导套的布置和选用 (25)
5.8模柄的选用 (26)
5.9模具主要零件的材料的选用 (26)
6模架选择及模具的动作过程 (28)
结束语 (29)
致谢 (30)
参考文献 (31)
在工业生产高度发展的现代社会里，利用模具加工是一种重要的加工方法，在一些国家里模具甚至被称为是“黄金”，“金属加工业中的帝王”，“磁力工业”，等。

这些都足以看出模具在工业中的重要地位。

在本设计中是针对复合冲裁模具的设计，从第一章开始，先是对冲裁件的结构工艺性进行分析，然后依次确定模具的类型、总体结构，最后是冲裁力和主要的尺寸计算、标准件的选用、零件图和装配图的绘制。

本套模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握知识和设计方法的目的。

这一套模具是密封垫片的冲裁模，结构紧凑简单。

材料为黄铜H68，厚度t=2mm。

按一般的的加工工序为落料、冲孔、翻边、修整。

而考虑到冲裁件的具体结构和工艺性，我采用的加工工序为：落料、无预制孔直接冲孔翻边、挤切修边。

从而完成工件的加工。

实践证明，模具的设计和制造只有一些理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的实际经验才可以设计出更合理的模具。

关键词：落料、冲孔、翻边、修边
模具设计是学习模具设计与制造专业的重要内容之一，也是毕业前对所学知识的一次大检查。

本套模具是以软金属黄铜为坯料的复合冲裁模。

选择这样一套模具的主要是因为考虑到做这种模具的应用性广泛，结构紧凑，可以较全面的检查一下自己的专业知识和专业技能，熟悉并撑握模具设计的一般方法和步骤，知道如何查，查取有关资料，如何选取标准件，等。

由于工件较小，故模具的体积不大，属于小型复合冲裁模具。

这一次的完整模具设计也可以看成是毕业前走向工作岗位的一次煅炼，对以后自己从事模具的设计和制造工作都是十分有利的。

本套模具的主要优点是，冲出的工件一致性较好，表面质量也较好。

主要技术难点在于，如何合理安排模具结构，使用最简单、可靠的模具结构，冲裁出最好的工件，以及如何使模具的使用寿命符合要求，甚至更长。

在本套模具的设计过程中，得到了指导老师和同学们的很多帮助，在这里一并表示由衷的感谢。

由于本人缺乏设计经验，在其中难免有不足之处，恳望老师和同学们的批评指正。

1材料分析和模具结构的确定
图1 零件图
工件名称：密封垫片
生产批量：大批生产
材 料：黄铜H68
材料厚度：2mm
1.1工艺分析
该零件是圆形的轴对称工件，且是变薄翻边，总体上结构简单。

主要尺寸是内径
mm 1.0013+Φ大于黄铜要求的最小冲孔直径，即)8.19.0(131.00
mm t mm =>Φ+，最大外径mm 25Φ，精度要求一般，主要保证内孔尺寸即可，精度等级可取为11IT 级。

材料用塑性较好的黄铜，厚度mm t 2=，翻边的高度为6mm ，圆角半径大于黄铜冲孔时的最小圆角半径，
即)4.00.23mm t mm R =>
=（,孔边距)4212mm t mm =>（,其工件的加工工艺性较好，即冲裁性较好.
1.2工艺方案的确定
方案一：采用单工序模具，即先落料后冲孔，再翻边，需两套模具;
方案二：采用复合模具，即一次安成落料冲孔翻边工序，只需要一套模具;
方案三：采用级进模具，即先冲孔落料在翻边，只需要一套模具;
三种方案的比较见表1。

表1 三种方案的比较
由于这样一个工件按单工序模具来加工，则需两个工序，即需要两套模具，两台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全。

所以方案一不合理。

若采用模具级进则模具制造难度加大，工件的尺寸也不容易保证。

生产效率也不高，所以方案三也不合理。

而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高。

所以综合考虑，对以上三种模具特点的比较后，方案二比较合理。

所以采用方案二的复合模。

1.3毛坯形状，尺寸和下料方式的确定
由于该工件是圆形的垫片，最大外径是落料的直径，且生产批量大，所以为了送料方便快速，坯料可以用条料，宽度应比工件的最大直径大两个单边搭边值，两冲裁件也应留一个最小的搭边值，以保证冲裁出完整的工件，避免残缺工件的产生。

提高坯料的利用率，提高生产效率和工件质量。

由于工件只须内孔翻边，则落料件的尺寸与工件的外径相等，查最小搭边值得出mm a a 5.11==，则：
调料宽度的尺寸计算还与条料送进时模具上有无侧压装置及是否有侧刃有关，本套模
具中没有侧压和侧刃装置，则条料宽度的计算按下式:
a d
b ⨯+=2 (1－1)
式中 b ----条料的宽度（mm ）;
d ----工件的最大外径（mm ）;
a ----冲裁时留的最小搭喧值(mm);
则： mm mm mm b 285.1225=⨯+=
条料的送料步距按下式：
1a d h += (1－2)
式中 h ----送料步距（mm ）;
1a ----最小搭边值（mm ）;
则： mm m mm h 5.265.125=+=
1.4排样和材料的利用率
排样的方法有：有废料排样，少废料排样和无废料排样三种，一般的冲裁时产生的废料分两种，一种是冲孔的废料和材料尾部余料，这种废料的产生与排样无关，而只与零件的结构有关，称之为结构废料；另一种是料头、前、中、侧面的搭边，与搭边选用及工艺方法有关，称之为工艺废料。

所以要提高材料的利用率就要合理排样，尽可能地减少工艺废料。

工件的排样如下图。

图2 排样图
由于工件的形状和结构的限制这里采用有废料排样的方法，排样时为保证工件的质量要求而留有搭边值，其值在前面已经查出。

那么材料的利用率按式：
()[]%100/1⨯⨯B A nF （1－3）
ϑ----条料的材料利用率；
n---- 条料上冲件总数，此取n ＝40；
F 1---- 工件实际面积(mm);
A---- 条料长度(mm)此取A ＝1061.5mm;
B---- 条料宽度 (mm) B ＝28mm;
则： []
%66%100)285.1061/(14.35.12402=⨯⨯⨯⨯=ϑ 1.5冲模结构的确定
首先从上面我们已经确定这是一套复合模，分析这个冲件可知，它是一个简单的圆形且是轴向对称的冲件，而且最大直径可直接通过落料得到，内部需要同心冲孔和翻边，而内孔的冲裁又会产生废料，所以总体上应将落料的凹模固定在上模座上，而冲孔的凹模固定在下模座上，这样先完成落料，再随着模具的继续动作完成冲孔和翻边，而冲孔和翻边产生的废料可以通过与冲孔凹模相通的通孔直接排出模具外。

又由于条料只有2mm ，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作，以保证工件的平整度。

又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以可用两个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。

在上下模座的导向方式上，考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般，而且是大量的生产，应尽量能提高模具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位。

再根据下面的倒、顺装复合模的比较,最后确定,整套模具采用倒装的形式。

具体特点的比较如下表。

表2 倒、顺装复合模的比较
2主要数据的计算
2.1各部分工艺力计算
由于本工件的材料较薄，且工件的尺寸较小，所需的冲裁力不大，一般冲裁设备即可满足所用的力，不需要采取降低冲裁力的措施，采用平刃冲裁即可。

以下冲裁力的计算按平刃冲裁时的式子进行计算。

2.1.1落料力的计算
落料力计算 按式2－1：
τLt F 3.1=落 （2－1）
式中 F 落――落料力（N ）；
L ――工件外轮廓周长（mm ）；
T ――材料厚度（mm ），t=1mm ；
τ――材料抗剪强度（MPa ）。

由查表，MPa 240=τ。

mm L 2514.3⨯=mm 5.78=
则 KN MPa mm mm F 98.4824025.783.1=⨯⨯⨯=落
2.1.2卸料力计算
卸料力 按式2－2：
落卸卸F K F = （2－2）
式中 卸K ――卸料力因数，其值由表2-15查得，02.0=卸K 。

则 KN kN F 98098.4802.0=⨯=卸
2.1.3翻边力的计算
此模具翻边凸模的工作部分为圆锥形，且翻边时无预制孔。

因此翻F F 3.1=。

按式2－3翻边力为：
()01.1d D t F S -=σπ翻 （2－3）
式中 翻F ――翻边力;
S σ――材料的屈服强度，查表得，MPa S 100=σ;
D ――翻边直径（按中线计），mm mm mm D 3.143.113=+=; 0d ――毛坯预制孔直径()mm mm d 00=;
t ――材料厚度（mm ）;
无预制孔的翻边力比有预制孔的翻边力大75.1~3.1倍，此处取1.3，
则 KN F F 84.12)3.14100214.31.1(3.13.1=⨯⨯⨯⨯⨯==翻
2.1.4切边力的计算
切边力 按式2－4：
τLt F 3.1=切 （2－4）
式中 切F ――切边力（kN ）；
L ――工件外轮廓周长（mm ）；
t ――材料厚度（mm ），mm t 2=；
τ――材料抗剪强度（MPa ）。

由查表，MPa 240=τ。

mm mm L 82.401314.3≈⨯=
则 KN MPa mm mm F 47.25240282.403.1=⨯⨯⨯=切
2.1.5卸料力的计算
卸料力 按式2－5：
切卸卸‘F K F = （2－5）
式中 卸K ---卸料力因数，其值由表2-15查得，K 卸=0.02;
则 KN kN F 4.509
47.2502.0=⨯=卸‘ 2.1.6推件力的计算
推件力 按式2－6：
切推推F nK F = （2－6）
式中 推K ――推件力因数，其值由表2-15查得03.0=推K ;
n ――工件在凹模内的个数，取2=n ;
则 KN kN F 2.152847.2503.02=⨯⨯=推
当采用刚性卸料和下出件的模具（如刚性卸料的单工序模或级进模等）时：
推总F F F += （2—7）
当采用弹压卸料和下出件的模具（如弹压卸料的单工序模、级进模或上模刚性推料的倒装复合模等）时：
卸推总F F F F ++= （2—8）
用倒装复合模冲裁时，卸F 与落料有关，推F 与冲孔有关。

当采用弹压卸料和上出件的模具（如上模弹压卸料、下模弹顶出件的单工序或上模刚性推料的正装复合模等）时：
卸顶总F F F F ++= （2—9）
此时，卸F 与落料有关，单工序模的顶F 与落料力有关，正装复合模中与冲孔力及落料
力都有关。

而本零件则采用弹压卸料和上出件的模具，则采用式2－9;
故总的冲裁力
KN N N kN kN N kN F 27.912.15284.50947.258.1298098.49=+++++=总
2.2 工作部分尺寸计算
2.2.1落料刃口尺寸计算
落料模设计时，以落料凹模刃口尺寸与冲件尺寸基本一致，作为设计基准尺寸，凸、凹模间隙靠减小凸模刃口尺寸得到。

由于模具在冲裁过程中不断被磨损，致使凹模刃口尺寸逐渐增大，故设计时，应选用接近或等于工件的最小极限尺寸作为凹模刃口尺寸。

在选择凸、凹模刃口尺寸公差时，应依照冲件的精度要求，以经济合理为原则。

一般模具精度应比冲件精度要求至少高两个级别。

按表查得冲裁模刃口双面间隙mm Z 14.0min =，mm Z 18.0max =。

工件的未注公差尺寸按IT14级计算，查书附录得落料件直径为mm 0
52.024-φ。

落料凸、凹模的制造公差由文献查得mm 025.0=凹δ，mm 02.0=凸δ。

磨损因数由表查
得5.0=x 。

校核： mm Z Z 035.0025.002.0min max =-+=+ 凹凸δδ （2－10） 则，落料凸、凹模采用配合加工方法按式2－11：
()d x A D δ+∆-=0凹 （2－11）
式中： 凹D ――凹模尺寸;
A ――工件的基本尺寸 （mm ）;
x ――磨损系数，当工件尺寸公差等级为IT11～13时取x=0.75; ∆――工件公差 （mm ）;
d δ――凹模制造公差 （mm ）;
则凹模尺寸()凹凹δ+∆-=0x D D ()025.0052.05.025+⨯-=mm 025.0074.24+=
凸模的尺寸按凹模的尺寸配制，其双面间隙为mm 095.0~06.0。

2.2.2切边刃口尺寸计算
冲压工件切边部分尺寸为mm 10.0013+φ,尺寸精度为11IT 级。

切边间隙对切边质量和模具寿命影响较大，双边间隙Z 过小则模架导向精度高，模具寿命低；Z 过大则制件口部的毛刺大，取mm Z 03.0~02.0=为宜。

查得切边刃口双面间隙mm Z 05.0min =，mm Z 07.0max =。

查表得凸、凹模的制造公差mm 02.0==凸凹δδ。

磨损因数由表2-13得75.0=x 。

校核： mm Z Z mm mm 02.002.002.0min max =-+=+ 凹凸δδ
则切边凸、凹模采用配合加工方法。

按式2－12:
()0
P x B D ϑ-∆+=凸 （2－12） 式中 凸D ――凸模尺寸；
B ――工件的基本尺寸（mm ）;
X ――磨损系数，当工件尺寸公差等级为IT11～13时,x=0.75; △――工件公差（mm ）;
p ϑ――凸模制造公差（mm ）;
则凸模尺寸()0凸凸δ-∆+=x d d ()0
02.01.075.013-⨯+=mm 0
02.008.13-= 凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为mm 07.0~05.0。

2.2.3翻边的工作部分尺寸计算
由于是内孔翻边且有尺寸精度要求，尺寸精度由凸模保证。

故设计基准尺寸应以凸模为基准，凸、凹模间隙靠加大凹模刃口尺寸得到。

凸模在工作过程中也会不断的磨损，故设计时，应选用接近或等于工件的最大极限尺寸作为凸模刃口的尺寸。

翻边过程中一般对坯料加工有预制孔，但这样会使孔口表面形成硬化层、毛剌、撕裂告等缺陷，导致极限翻边系数变大，而本工件的材料塑性较好，且工件属于小形件，故坯料不必加工预制孔。

由于工件是属于变薄翻边，为了保证工件在翻边过程中不产生破裂，应先根据工件材料的最大翻边高度和工件的要求翻边高度来确定翻边的次数，则：工件的最大翻边高度按下式（2－13）计算： ()t R K D H 72.043.012
min max ++-= （2－13） max H ――工件最大翻边高度（mm ）;
D ――工件凸圆部分的中间直径（mm ）;
min K ――翻边系数，黄铜t=（0.5～5）mm 时， 62.0min =K ;
R ――翻边圆角;
t ――材料的厚度;
则： ()272.0443.062.012/3.17max ⨯+⨯+-=H 44.172.138.065.8++⨯=mm 44.6= 工件的要求高度为：h=6mm,即max H h <,工件通过一次翻边即可达到高度要求，且不会产生破裂。

为了避免弹性卸料和推件装置的行程过大，翻边凸模端部设计为圆锥形凸模，其锥角取90°。

推件块还有压边的作用，故翻边凸模不需要台肩。

由于翻边凸模在下行中，还进行挤切修边：
则，翻边凸模的直径mm D 002.008.13-=凸。

考虑到工件翻边变薄的情况，平毛坯翻边凸凹模之间单边间隙可小于材料的厚度，一般单边间隙按
t Z 85.02=进行计算，即mm Z 7.12=.翻边凹模圆角半径对翻边成形影响不大，
取值一般为零件的圆角半径即可。

翻边凹模尺寸凹凸凹δ+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=022Z D D ()02.007.1208.13+⨯+=02.00
48.16+= （2－14） 翻边凸模凸圆与落料凹模的配合部分采用压入式过盈配合，配合取H7/p6，则翻边凸模的凸圆部分的极限偏差查标准公差表得： m IT m IT μμ166,257== , 再查孔的基本偏差数值表得35Φ7H 的基本偏差是下偏差：
,0=EI
则 EI IT ES +=7025+=m μm μ25+=
翻边凸模与落料凹模配合部分635p Φ的基本偏差为下偏差，则极限偏差分别为： 下偏差： m ei μ26+=
上偏差： 6IT ei es +=m m μμ1626+=m μ42+=
2.3凸模的长度计算
凸模的长度应根据具体的模具结构形式确定，本模具中按下式计算：
21-=L L (2－15) 式中 L ----凸模的长度（mm ）;
1L ----落料凹模的长度（mm ）;
则 mm mm mm L 85287=-=
2.4凸模能力的效核
2.4.1凸模承压能力的效核
要使凸模正常工作，必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力，按下式2－16计算：
对于圆形凸模 []στ
t d 4min ≥ （2－16）
式中 σ——凸模最小断面的压应力；
min d ——圆形凸模最小截面的直径
ｔ——冲裁材料厚度；
τ——冲裁材料抗剪强度；
[]σ——凸模材料的许用压应力，对于T8A 、T10A 、Cr12MoV 、
GCr15等工具钢，淬火硬度为HRC58～62时，可取
()MPa 3106.1~0.1][⨯=σ凸模有特殊导向时，可取
()MPa 3103~2][⨯=σ;
则 1000
2402408.13⨯⨯≥ 即92.108.13>，满足要求，所以符合凸模设计要求。

2.4.2抗纵向弯曲应力的效核
凸模冲裁时，可视为压杆。

当凸模细长时，必须根据欧拉公式进行纵向弯曲应力的效核。

对于圆形凸模按下式2－17计算：
F d L /2702max ≤ （2－17） 式中 max L ——允许的凸模最大自由长度；
Ｆ——冲裁力；
Ｉ——凸模最小截面的惯性矩；
ｄ——凸模最小截面的直径；
则:mm L 81max =
mm 79.40812840/08.132702=⨯
即，mm mm 79.40881<,满足要求，所以符合凸模的长度设计要求。

3主要工作部分的形式选择
3.1凸模固定形式的选择
凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、与上模板直接固定和采用低溶点合金或环氧树脂浇注固定三种，各自的特点的比较如下表。

表3 固定形式的特点比较
由于本工件是大批量的生产，且内孔有一定的精度要求，模具采用的是复合模，则从上表的比较中可选用凸模固定板固定的形式固定凸模，而这里的固定板又是与落料凹模一体的，即凸模的凸肩与落料凹模的上端以H7/p6过渡配合。

具体的尺寸见附图。

3.2凹模的选择
3.2.1凹模结构形式的选择
凹模的结构形式有整体式和组体式两种，两种结构形式的比较如下表。

表4 凹模两种结构形式的比较
由于工件是大批量的生产，而且整体尺寸较小，则根据上面的比较表可选用整体式的凹模结构。

3.2.2凹模刃口形式的选择
凹模的刃口形式有直壁形、锥形和凸台式三种，这几种形式比较如下表。

表5 凹模刃口形式的比较
在本套复合模中，采用的是倒装的形式，而且凹模内有推件块，所以凹模内不会积存工件，而锥形的又不利于工件的推出和间化模具的结构，则根据上面的比较表选用直壁形的刃口形式。

具体的尺寸见附图。

3.3凸、凹模的选择
凸、凹模的结构大到分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较简单，所以选用整体式来加工凸凹模。

为了满足凸凹模的强度要求，应满足凸凹模的最小壁厚即t
m≈（3－1） m——最小壁厚值（mm）;
t——材料的厚度（mm）;
则:mm
≈
m1
而工件内孔边缘与外边缘相差t
6，所以凸凹模强度满足要求。

具体的结构尺
〉
m
mm≈
寸见附图。

4冲裁设备的选择与验算
4.1冲裁设备的选择
压力机的精度低，会造成模具寿命低，工件精度低等不良后果。

压力机的精度分子负荷状态的静精度和负荷状态下的动精度两种。

对冲压加工来说，实际需要的是动精度。

平行度不好，弯曲加工时造成弯曲角的波动，拉深加工时造成压边力不均匀和凸、凹模间隙不均匀等后果。

垂直度不好，需要长加工距离的弯曲拉深加工，在加工行程的各点造成凸、凹模中心错移。

综合间隙过大会助长过冲现象发生，因此希望其为必要的最小限度。

为安全起见，防止设备超载，可按公称压力()总压F F 8.1~6.1≥的原则选取压力机。

由
于该工件属于小件，冲裁精度一般而且是大批量生产，在考虑压力机是应以机械压力机为主，而机械压力机加工速度比液压压力机快的多，高的生产效率是其绝对的优势，所以确定在机械压力机内选择。

而冲裁的行程又比较短，所以又以曲柄结构有利。

参照附录，可选取公称压力为kN 270的单曲柄压力机2523-J ，其技术参数为：
公称压力：kN 250
滑块行程：mm 65
最大封闭高度：mm 270
封闭高度调节量：mm 55
滑块中心线至床身距离：mm 200
电动机功率：2.2KW
最大倾斜角度：30°
工作台尺寸：前后mm 370；左右mm 560
工作台孔径：前后mm 200：左右mm 290：直径mm 260
模柄孔尺寸：mm mm 6040⨯Φ
机床总质量： kg 1780
4.2 冲裁功的验算
为了使压力机的每次行程功不超过额定数值，从而保证压力机飞轮的转速及保证电动机不超载，必须进行冲裁功的验算:
分析工件的结构及要求可知，易采用平刃冲裁：
即 1000/mpt A = （4－1） A ――平刃冲裁功 (N ·m); P ――平刃冲裁时的总冲裁力 (N); t ――材料厚度 (mm); m ――系数，一般取值m=0.63 则 1000/229.8863.0mm kN A ⨯⨯=m N ⋅=111 即，压力机符合要求。

4.3压力中心的确定
对于对称的工件，其压力中心位于轮廓图形的几何中心。

则，本工件的压力中心就在其圆心的位置。

4.4闭模高度的计算
为了保证模具和压力机相适应，冲模的闭合高度H 应介于压力机的最大装模高度max
H 和最小装模高度min H 之间，其关系式为4－2。

mm H H mm H 105min max +≥≥- （4－2）
式中 H ——冲模的闭模高度;
max H ——最大装模高度; min H ——最小装模高度;
则： mm mm mm H 52705max -=-mm 265=
mm mm mm H 1021510min +=+mm 225=
而 mm H H H H H H 15-++++=落凸落凹垫板下模座上模座
mm mm mm mm mm mm mm 2591510787104030=-++++= mm mm mm 225259265>> 则，所选的压力机符合要求。

5其它零件的设计与选择
5.1弹性元件的计算
5.1.1卸料橡胶的计算
卸料装置采用橡胶作为弹性元件。

计算橡胶的自由高度为5－1。

()工作自由S H 4~5.3= （5－1）
式中： 工作S －－工作行程与模具修磨量或调整量）（mm 6~4之和。

mm mm mm s 4210++=工作mm 16=
则 ()mm H 164~5.3⨯=自由mm 64~54= 取mm H 64=自由
橡胶的装配高度 ()自由H H 9.0~85.02=mm 6.57~4.54= 取mm H 552=。

橡胶的断面面积，在模具装配时，根据模具空间大小确定。

5.1.2弹簧的设计计算
推件块用于冲压件的上卸料，且兼作压料板，是使工件保持平整的关键零件，故选择弹簧时，其工作压力应再加大一些。

根据结构初选为1根弹簧，卸料力N F 4.509='
卸
‘。

按预压力()N F 4.5094≥预和模具结构的尺寸，由查表可选序号56~51的弹簧，其负荷预F N F 530=。

检验是否满足总s s ≥1。

其中mm mm mm s 826=+=工作，查表及负荷一行程曲线可得下列有关数据如下表6。

表6 弹簧的数据比较
故选取55号弹簧，外径mm D 25=，钢丝直径mm d 4=，自由状态下高度
mm H 80=自由。

则，弹簧装配高度mm s H H 602=-=预自由。

5.2定位零件的设计
定位零件分两类：一类是在送料方向垂直方向的定位，即送进导向，另一类是要送料方向上定位用来控制送料进距。

在本套模具中，导料装置和挡料装置均采用销钉的形式，共三个，其中两个作为导料销压装在凸凹模的一侧另外一个作为挡料销压装在凸凹模上与送料方面一致的前方，其销头的高度为mm t )1(+,即3mm 。

5.3卸料装置的设计
卸料板的型式较多，本套模具采用弹压卸料板的形式，它的作用是除了把板料从凸凹模上卸下外， 还起到压料的作用。

卸料板与凸凹模的单边间隙一般取（0.2～0.5）mm,厚度一般取（5～15）mm 。

卸料板的厚度查表取：厚度10=H 。

卸料板孔与凸模的单边间隙查表取：
5.02
1
=Z ; 卸料板底面高出凸模底面的尺寸：t k )3.0~2.0(=2)3.0~.02(⨯=mm )6.0~4.0(= 这里取mm k 6.0=;
卸料螺钉按标准件选取，卸料板的具体结构尺寸如下图。

图3 卸料板的结构尺寸图
5.4推件装置的设计
推件装置有钢性推件装置和弹性推件装置两种，在本套模具中采用弹性推件装置。

推件块与凸模的配合不起导向作用，所以此处的单面间隙取()t
2.0~1.0（t 为材料厚度）具体结构尺寸如下图4。

其余
0.8
图4 推件块的结构尺寸图
5.5凸凹模固定板的设计
一般凸凹模固定板的厚度按凹固定板H H )8.0~6.0( 取值,此处取45mm ，具体结构尺寸如下图5。

图5 凸凹模固定板的结构尺寸图
5.6垫板选用
垫板的功能主要是保护上模板，具体的结构尺寸如下图6。

图6 垫板的结构尺寸图
5.7导柱导套的布置和选用
本工件的生产是大批量，要求模具寿命长，因此采有导柱导套的标准件。

由于冲件是一个对称的圆形件，为了保证上下模有一个精确的位置关系，避免两个装错时影响冲裁精度，两个导柱选用不同的直径，直径相差一般为2～3mm。

普通冲裁采用滑动导柱导套即可满足冲裁要求。

具体的导柱、导套的布置根据下面的比较表选用后侧布置。

表7 导柱、导套的布置比较
导柱、导套的配合间隙根据凸、凹模之间的精度确定，一般当工件材料厚度大于0.8mm 时，导柱、导套按H7/h6配合，而导柱、导套与上、下模的配合为H7/r6。

选择导柱、导套长度时，应考虑模具闭合时导柱上端面与上模板上平面距离不小于10～5mm ，而导柱下端和下模板下平面的距离不小于2～5mm ，导套的上端面与上模板上平面的距离要大于3mm ，用以排气和出油。

可参照下面的关系图，如下图7。

4
3
2
1
1－上模板 2－导套 3－导柱 4－下模
图7 导柱、导套装模关系图
5.8模柄的选用
本模具属于小形冲模，采用压入式标准核模柄，上模座与孔采用H7/m6的过渡配合，并加销钉防转。

5.9模具主要零件的材料的选用
模具中各零件的材料选取和要求可参照下表进行选用如下表8。