5.4 模具刃口尺寸的计算
5.4.1 冲孔模中凸模的尺寸及制造精度
凸、凹模加工方法一般分为两种：凸、凹模分开加工法和凸、凹模配合加工法。当凸、凹模分开加工时，模具具有互换性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困难、相应地会增加加工成本。凸、凹模配合加工适合于较复杂的、非圆形的模具，制造简便，成本低廉。
采用配做法制模时，配做件的最后精加工要等基准件完全加工完才进行。按配做法制模的加工顺序，落料时先加工凹模，配做凸模；冲孔时先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度较低，特别是板料较薄时，基准件的公差值较大，而配做件允许的公差值要小得多。这说明基准件加工较容易，而配做件加工较难。由于现在凹模基本上都采用线切割方法加工，精度可达±0.01～0.02mm，而凸模因结构形式不同有多种加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情况下，凹模型孔一般都能采用线切割方法一次加工出来。因此，对于常用的冲裁模，选择凹模为配做件，加工比较方便。
选择凹模为配做件，对于冲孔，按前述方法计算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作图上进行标注。而对于落料，则需要将计算的凹模刃口尺寸换算为凸模刃口尺寸后，再进行标注，由先制凹模改为先制凸模。
凸、凹模间隙：
查《冲压工艺及模具设计》中表2.3,知
=0.120mm,
=0.050mm，则
=+=0.170mm
凹模按照冲孔凸模、落料凸模的实际尺寸进行配做，双边最小间隙为0.120mm，最大间隙不得超过0.170mm。
取中间值Z=0.15mm。
为保证冲出合格冲件。冲裁件精度IT10以上，X取1. 冲裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 冲裁件精度IT14，X取0.5。由于本产品采用IT14级精度，所以X取0.5.
15.920-0.16 DA=( Dmax－△x) +0.020=(15.92－0.16×0.5) +0.020=15.84+0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(15.84－0.15) 0-0.02=15.690-0.02
12.740-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12.74－0.12×0.5) +0.020=12.68 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(12.68－0.15) 0-0.02=12.53 0-0.02
12.520-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12.52－0.12×0.5) +0.020=12.46 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(12.46－0.15) 0-0.02=12.31 0-0.02
10.920-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(10.92－0.12×0.5) +0.020=10.86 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(10.86 －0.15) 0-0.02=10.71 0-0.02
6.520-0.08 DA=( Dmax－△x) +0.020=(6.52－0.08×0.5) +0.020=6.48 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(6.48 －0.15) 0-0.02=6.33 0-0.02
4.520-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(4.52－0.06×0.5) +0.020=4.49 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(4.49 －0.15) 0-0.02=4.34 0-0.02
20-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(2－0.06×0.5) +0.020=1.97 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(1.97 －0.15) 0-0.02=1.82 0-0.02
Φ2.50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(2.5－0.06×0.5) +0.020=2.47 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(2.47 －0.15) 0-0.02=2.33 0-0.02
5.5 模具弯曲部分工作尺寸计算
5.5.1 凸、凹模的间隙
V形件弯曲时，凸、凹模的间隙是靠调整压力机的闭合高度来控制的。但在模具设计中，必须考虑到要使模具闭合时，模具的工作部分与工件能紧密贴合，以保证弯曲质量。
U形件弯曲时必须合理确定凸、凹模之间的间隙，间隙过大则回弹大，工件的形状和尺寸误差增大。间隙过小会加大弯曲力，使工件厚度减薄，增加摩擦，擦伤工件并降低模具的寿命。U形件凸、凹模的单面间隙值一般可按下式计算：
；
式中：Z/2——凸、凹模的单面间隙；t——板料厚度的基本尺寸；
△——板料厚度的正偏差；
C——根据弯曲件的高度和宽度而决定的间隙系数，其值按表4-16选取。
表-5 间隙系数C值（单位mm）
当工件精度要求较高时，间隙值应适当减小，可以取Z/2=t。
查有关资料板料厚度的正偏差为 
由公式可得：
5.5.5 U形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差
凸、凹模工作部分尺寸主要是指弯曲件的凸、凹模的横向尺寸。当工件标注外形尺寸时，应以凹模为基准件，间隙取在凸模上；当工件标注内形尺寸时，应以凸模为基准件，间隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差应根据工件尺寸、公差、回弹情况以及模具的磨损规律而定。
1）弯曲件标注外形尺寸
凹模尺寸为 
凸模尺寸为 
（或凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）
2) 弯曲件标注内形尺寸
凸模尺寸为 
凹模尺寸为 
（或凹模尺寸按凸模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）
式中：L——U形弯曲件基本尺寸，mm；
、
——凸、凹模工作部分尺寸，mm；——弯曲件公差，mm；
、
——凸、凹模制造公差，选用IT7~IT9级精度，mm；Z/2——凸、凹模单面间隙。
由弯曲件图可以看出弯曲件标注外形尺寸，且弯曲件未标注尺寸公差，则按未按公差IT14级来处理，查表得弯曲件公差
，凹模制造公差，选用IT9级精度
，凸模制造公差，选用IT8级精度
。
凹模尺寸为
=(30.3-0.75×0.99)
=29.55mm
凸模尺寸为
=(28.7+0.75×0.99)
=29.45mm
第6章 主要零部件设计
6.1 工作零部件的结构设计
6.1.1 凹模洞的类形
常用凹模洞口的类形如图6-所示：
图 6-1
其中图a、b、c为直筒式刃的凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料（或制件的聚集而增大了推件力和凹模的胀裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模上出件的冲裁模用图a、c型，下出件的冲裁模用图b或图a型，图d、e型是锥筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃口径向尺寸略有增大（如α＝300时，刃磨0.1mm时，其尺寸增大0.0017mm
凹模锥角α，后角β和洞高度h，均随制件材料厚度增加而增大，一般取α＝15＇～30＇ β＝20＇～30＇ h=4-10mm综上所述及其对工件孔分析，选择a型凹模洞口，取h=7mm，周边为0.5mm。
6.1.2凹模的外形尺寸
凹模的外形一般有矩形与圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度，刚度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的如图7所示
凹模的厚度为:
1+ kb (≥15)
凹模壁厚度为c=(1.5～2)H (≥30～40mm)
式中b为冲裁件的最大外形尺寸；K为系数,是考虑板料厚度影响的系数可以《冲压工艺与模具设计》表2．8．2中查得代入数据可得冲孔凹模
落料凹模：
H=0.45×38.26=17.217mm 取H=18mm
6.1.3 模具的其它零件
1、模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架.
模架的选择可从《实用模具技术手册》P192页选择标准架。根据查阅的内容及分析，此级进模可选用对角导柱模架导、导柱安装在后侧，有偏心裁荷时容易歪斜，滑动不够平稳，可从左右前三个方向关料操作比较方便。常用于一般要求的小型工件的冲裁和拉深模。所选模架的结构及尺寸关系如图8所示：
图6-2
L =280mm B=180mm 上模座：280×8170×40 下模座280×180×40
导柱，25×140 导套 25×80×38
其余尺寸见上下模座零件图，可以《冲压手册》冲压模具常用标准件选择。
2．模柄
模柄有多种形式，要根据模具的结构特点，选用模柄的形式模柄的直径根据所选压力机的模柄孔径确定，模柄可根据《实用模具技术手册》P201页选择，经查阅各种模柄的特点，选用压入式模柄，这种模柄应用比较广泛压入模柄的结构和尺寸，可参表11-10制造，表中B型模柄中间有孔可按装打料杆，用压力机的打料模杆进行打料，模柄的结构及尺寸关系如图9所示。
图 6-3 模柄
3、卸料板
卸料板的主要作用是将冲压的料从凸模或凸、凹模上推下来，此外在进模比较复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模作用，常用的卸料板结构形式及适用范围见表11-24和第八章级进模表8-10《实用模具技术手册》卸料板的尺寸可根据《实用模具技术手册》表11-25查得，本模具选用刚性卸料板。卸料板的结构与尺寸关系如图装配图所示，
4．弹顶和推出装置
弹顶装置由弹簧元件组成装于模具的下面通过顶杆起到推料的作用，弹顶装置通常在压力机的工作台孔中，弹顶装置结构形式见表11-26《实用模具技术手册》，具体结构及尺寸见装配图及零件图所示，见图表（10）设计模具时选用橡胶。
5、导向装置（导柱 导套）
导向装置指得是模架上的导柱、导套。模具在开模，闭模过程中，导柱和导套起导向的作用，使得凸凹模正确的闭合，故此，导柱、导套需要有严格的配合精度及尺寸要求，导柱、导套的选择可以《冲压手册》中选取，（取H7/h6配合）
6、固定零件（固定板、垫板）
1）垫板的作用是承受凸模和凹模的压力，防止过大的冲压，在上下模座上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板厚度根据压力机的大小选择，一般取5-12mm，外形与固定板相同，材料45钢，热处理后硬度为45-48HRC，如图12a .b所示：
垫板在模具中的受力情况
图6-4
2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在冲压过程中松动，造成模具的损坏，固定板的形状要根据凸、凹模而定，而外形尺寸与垫板相似。固定板和具体形状尺寸见零件图所示。
7、连接零件
此类零件包括螺钉、销钉等，主要作用是联接其它零部伯，使之共同完成工件的制造，螺钉和销钉可由《冲压手册》第十章、第七、八章查选，形状及尺寸见七、八节图所示现选螺钉M10圆柱销，d=8mm。
第7章 校核模具闭合高度及压力机有关参数
7.1 校核模具闭合高度
模具闭合高度H应该满足
Hmin－H1＋10≤H≤Hmax－H1－5 公式（7-1）
式中 Hmax—压力机最大闭合高度； Hmin—压力机最小闭合高度；
H1—垫板厚度。
根据拟选压力机J23—10，查开式压力机参数表得：
Hmax＝225mm, Hmin＝135mm,H1＝45mm.
将以上数据带入公式7-1，得105＜H＜175
经计算该模具闭合高度H=153mm，在105mm～175mm内，且开式压力机J23—10最大装模高度215mm,大于模具闭合高度153mm , 可以使用。
7.2 冲压设备的选定
按上述要求可选用开式可倾压力机,需要在工作台面上加设垫板。型号为JB23-10,
主要技术参数为：
公称压力：100kN
滑块行程：45mm
行程次数：145次/min
最大封闭高度：180mm
连杆调节长度：35mm
工作台板厚度：35mm
工作台尺寸：480
710mm
电动机功率：5.5KW
模柄尺寸：
第8章 设计并绘制模具总装图及选取标准件
按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。
绘制模具装配图，见图8-1。
图8-1 装配图
第9章 模具的安装调试
9.1 模具的安装调试
9.1.1 确定装配方法和装配顺序
采用直接装配法。先分组装配后总装配。分组装配的有凸模和模柄装配。选择凹模为基准件，先装配下模、再装配上模，最后装配卸料板等辅助零件。
9.1.2装配要点
〔1〕按装配图标题栏准备模具零部件。
〔2〕装配模柄，将模柄压入到上模座的型孔中，然后用止转销钉用来定位，使其止转。
〔3〕装配凸模，凸模固定板组件
① 将冲孔凸模安装在凸模固定板相应孔内，并打上防转销
② 将落料凸模安装在凸模固定板相应孔内，并铆接
③ 端面磨平
〔4〕按装配、调整要领，将导料板，卸料板在凹模上安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销。
〔5〕将凹模组件与下模座安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销。
〔6〕将上模座与凸模固定板，垫块安装合适后，固紧螺钉、钻、铰销孔，装入定位圆销
〔7〕装配后的冲裁凸模、凹模的工件端面应磨平，保证粗糙度Ra0.8。
〔8〕试切
〔9〕装配其他零件（导柱，导套）及标准件。
〔10〕试冲
将装配好的模具安装在指定的压力机上，试冲合格后交付生产使用。
试冲时重点检查各型孔与凸模的间隙合理和均匀、条料送料准确、可靠、无阻滞和落料件、冲孔废料下落顺畅。
