冲孔_落料级进模-冲压工艺模具设计说明书

1、设 计 说 明 书院 系班 级专 业姓 名学 号指导教师评 分日 期 机械工程 杨山虎 0901102B573目录第一章 零件设计任务. 1第二章 冲裁件的工艺分析. 22.1工件材料. 22.2工件结构形状. 22.3工件尺寸精度. 2第三章 冲裁工艺方案. 3第四章 模具结构形式的选择. 44.1模具的类型的选择. 54.2卸料装置. 54.3定位装置. 5第五章 冲压工艺计算：. 75.1排样. 75.12计算条料宽度. 752冲压力计算. 95.3压力中心的计算.115.4模具工作部分尺寸及公差.11第六章 主要零部件设计. 136.1凹模的设计. 136.2凸模的设计. 146.3固

2、定板的设计. 166.4模架以及其他零部件的选用. 16第7章 校核模具闭合高度及压力机有关参数. 177.1 校核模具闭合高度. 177.2 冲压设备的选定. 17第8章 设计并绘制模具总装图及选取标准件. 18第9章 结论. 19第一章 零件设计任务 零件简图：如图1-1 所示 材料：10号钢材料厚度：1.2mm未标注尺寸按照IT10级处理.图1-1 垫片零件图1第二章 冲裁件的工艺分析2.1工件材料由图1-1分析知：10#钢为优质碳素结构钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性能，主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。2.2工件结构形状工件结构形状相对简单，只有一个圆

3、孔。料厚为2mm满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。2.3工件尺寸精度根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT13级精度，普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。2第三章 冲裁工艺方案完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工工艺方案分为以下3种：1.方案一：单工序模生产。先冲孔，后落料； 2.方案二：级进模生产。冲孔落料级进冲压； 3.方案三：复合模生产。冲孔落料复合冲压。 各模具结构特点及比较如下表3-1：表 3-1 各类模具结构及特点比较3根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造

4、简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案二低，模具轮廓尺寸较小。综上对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。4第四章 模具结构形式的选择4.1模具的类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。4.2卸料装置因采用级进模生产，故采用向下落料出件。4.3定位

5、装置因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向手动送料方式，即由左向右送料既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。零件尺寸较大，厚度较高，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，导正销导正，为了提高材料利用率采用始用挡料销和导正销定位。1若采用四导柱模架，则导柱对称分布，受力平衡，滑动平稳，能承受级进模高速冲压次数。52. 若采用对角导柱模架，则受力平衡，滑动平稳，可纵向或横向送料;3. 若采用后侧导柱导柱模架，可三方送料，操作者视线不被阻挡，结构比较紧凑的，但模具受力不平衡，滑动不平稳。综上，结合本冲孔、落料级进模的特点，决定采

6、用四导柱模架。由于零件材料较厚，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的四导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。6第五章 冲压工艺计算：5.1排样方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。 方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具

7、结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。根据零件形状，查<<冲压模具设计手册>>工件之间搭边值a=1.5mm, 工件与侧边之间搭边值a1=1.8mm,条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值BD=(Dmax+2´a)D00 公式（5-1）式中：Dmax条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；a1-冲裁件之间的搭边值；=1.8mm。板料剪裁下的偏差；（其值查表5）可得=0.20mm。B0=162×1.8=19.6故条料宽度为19.67送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样

8、方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。级进模送料步距SS=Dmax+a1 公式（5-2） Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边S161.517.5mm排样图如图2-1所示。图2-1 排样图一个步距内的材料利用率/BS×100% 公式（5-3） 式中 A一个步距内冲裁件的实际面积；B条料宽度；S步距；8一个步距内冲裁件的实际面积A=×82-×3.252= 190mm2所以一个步距内的材料利用率=BS×100%= 190（19.6×17.5）×100%=55.4%用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算：F=KLttb

9、 公式（5-5） 式中：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；b材料抗剪强度；10钢b的值查表可知：该材料的抗剪强度为255-333pa,则取b=320Mpa系数；一般取=1.3。1、冲孔力计算冲孔周长：L=×6.5 =20.4所以冲孔力F1=KLtb=1.3×6.5×1.2×320=10.19kN92落料力的计算 落料周长L=d一般按以下公式计算： 卸料力 公式（5-6）（KXKd为卸料力系数，其值查表5-1可得）冲孔推件力 FD1=nKtF=3 ´0.55´26.12=43.11kN 落料推件力 FD2=nKtF=3 ´

10、0.55´78.37=129.31kN 所以总冲压力FZ=F1+F2+FX1+FX2+FD1+FD2=282.14kNFx1=Kx·F1.=0.05´26.14=1.31Fx1=Kx·F1.=0.05´26.14=1.31kN公式（5-8）表5-1 卸料力、推件力和顶件力系数由(50%-60%)P0>FZ,即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的50%-60%，取P0=1.8´FZ,则公称压力P0=1.8´FZ=507.86kN. 初选压力机10的公称压力为600KN。用解析计算法求出冲模压力中心。X0=（L1x1

11、L2x2Lnxn）/(L1L2Ln) 公式（5-9） Y0=（L1y1L2y2Lnyn ）/（L1L2Ln）由以上计算结果可以看出，该工件冲裁力不大，为了便于模具的加工和装配，模具压力中心依然选在坐标原点。落料的轮廓尺寸为160。为保证冲出合格冲件。冲裁件精度到-0.33,X取.查表知：Zmax =0.360，Zmin =0.246。查表可知： A=0.021mm，T=0.013mm综上所述可得：落料凹模基本尺寸为DA=(Dmax-xD)0+0.021+dA+0.021.=(30-0.75´0.33)0.=29.750 公式（5-10）落料凸模基本尺寸为DT=(DA-Zmin)-dT

12、0.=(29.75-0.246)-0.013.=29.50-0.01300 公式（5-11）111、冲孔凸模基本尺寸的计算dT=(dmin+xD)-dT0.=(10+0.75´0.21)-0.011 公式（5-12） 0.=10.160-0.0112、冲孔凹模 基本尺寸计算dA=(ddTp+Zmin)+0.=(10.16+0.246)+0.018.=10.41+0.01812 公式（5-13）第六章 主要零部件设计冲孔落料凹模如图6-1图6-1 凹模零件图 1、凹模厚度H的计算：H=K´b=14.875mm,查表得K取1.25 公式（6-1）又因为Hmin=15mm故为安全

13、着想，取H=30mm 2、凹模长度和宽度L凹模=4×H =4×30=120mm W凹模=L÷2 =60mm 公式（6-2）3、凹材料的选用:查表可知：材料选用Cr12MoV，HRC：60-64134、凹模的固定方法直接将凹模与下模座用两个M6的螺栓装配。6.2凸模的设计1、冲孔凸模设计：冲孔凸模的零件图如6-2所示图6-2 冲孔凸模零件图长度：凸模的尺寸根据凸模固定板尺寸h1、卸料板尺寸h2、材料厚度h3和h。 h一般在10-20mm了安全着想取15mm所以凸模的长度L为：L=24+2+9.4+15=50.4mm 公式（6-4）凸模材料：参照冲压模具设计选用Cr1

14、2MoV， HRC：58-62141、长度：有关计算同冲孔凸模；2、材料：参照冲压模具设计与制造简明手册选用Cr12MoV，HRC58-623、落料凸模零件图6-7如图6-7考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模8.06进行强度和刚度校核：1、刚度的校核：根据凸模校核公式：L90d2/F 公式（6-5）带入数据可得：=28.28mm L：为凸模的允许最大工作尺寸，而设计中，凸模的工作尺寸为2228.28,所以钢度得以校核，符合要求。2、强度校核:凸模的最小直径d应满足:15d>=5.2t´t=2.6mm压=5.2´2´3001200 公式（6-6）10.16

15、>2.6 所以凸模强度得以校核，符合要求。6.3固定板的设计1、凸模固定板的厚度：其厚度取24mm。2、凸模固定板的外形尺寸根据核准选取板的规格为：L´B=315mm´250mm3、材料：选用45#钢。4、配合及连接件：凸模与凸模固定板的配合为H7/n6,装配可通过2个销钉定位,6个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凸模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角。压料板的外形尺寸与凸模固定板一致，各空位置也保持一致。查表可得厚度H=106.4模架以及其他零部件的选用该模具为级进模，采用四导柱模架，能使上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模送。以凹模轮廓尺寸为

16、依据，选择模架规格。上模座查表可知：厚度取35mm，外形尺寸为，200×60垫板厚度取5mm,下模座厚度取40mm，外形尺寸与上模座一致为，200×60。根据上下模座选取导柱为25mm×150mm,导套为25mm×85×3316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（Hmax-H垫板）-5>H>(Hmin-H垫板)+10 公式（7-1） 式中 Hmax-压力机最大闭合高度为300mmHmin-压力机最小闭合高度为200mmH垫板-垫板厚度为15mm将以上数据带入公式7-1，得200<H<315.

17、经计算该模具闭合高度H=167mm，在200mm315mm内，且开式压力机最大装模高度300mm,大于模具闭合高度173mm , 可以使用。7.2 冲压设备的选定通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：600KN滑块行程：100mm最大闭合高度：450mm最大装模高度：300mm工作台尺寸（前后×左右）：420mm×630mm模柄孔尺寸：48mm×35mm17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1模柄，2上模座，3卸料螺钉，4冲孔凸模，5卸料弹簧，6压料板，7紧固螺栓，8凹模垫板，9下模