托板设计说明书

前言一、工艺性分析二、确定冲裁工艺方案分析三、工艺计算四、模具计算五、模具闭合高度计算六、托板冲压模具设计七、冲裁模主要零部件的设计与选用八、模具使用及维护说明书九、参考文献十、结束语前言在设计该冲压件之前，我想肯定很难，但是在洪老师的指导下，我开始对冲压模设计感兴趣了，只要听懂了，没有什么困难。

托板冲压工艺及模具设计是我接触的第一套冲压模，我在设计过程中，当遇到困难时，首先是自己解决，如果还是有问题，就和我们宿舍的同学相互讨论，比如在冲裁模刃口计算的时候，和蔡远梦把这个问题解决了。

还有我们班其他同学在设计的过程中也遇到困难，当他们问我的时候，我会积极的帮助，首先，我对他们讲我是如何想的，完后我们一起得出最后的结果。

在设计托板这副冲压模，我的设计也存在一些错误，在洪老师的修改、指导和帮助下，我也慢慢改正了，而且也学到了许多知识，在这里，我真诚地对您说声谢谢。

Ⅰ、工艺性分析一、经济性分析由批量可知：适合冲压。

二、材料由图纸可知，该产品的材料为08F。

查课本第29页表2-3得：该材料适合冲压。

三、结构与尺寸⒈该零件结构简单、规则，适合冲压。

⒉冲压件的内、外形转角处以圆弧过渡，冲裁件的最小圆角半径可参考表4-2选取，由冲件种类为落料，材料为软钢，最小圆角半径为0.25t。

通过与客户商量，如果客户同意，双方都会签为证据。

⒊该零件由图可知，没有过于窄长的凸出悬臂和凹槽，适合冲压。

⒋因受凹模强度的限制，孔的尺寸不应太小。

由零件图可知：孔的尺寸为Φ10不是太小，适合冲压。

⒌该零件由图可知，只有一个孔，不存在冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离应保持一定的距离 L≥R＋0.5t=0.5＋0.5×2=1.5 ㎜由图计算得：L=6.5≥1.5，适合冲压。

四、精度与粗糙度⒈精度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料件公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级。

由零件图可知，生产批量为大批量，因此，冲裁剪的精度为普通冲裁模，采用IT8～IT7级精度。

查互换性与技术测量可得：孔的基本尺寸为Φ10，IT7为0.015㎜，IT8为0.022㎜，由图可知，Φ10的尺寸公差Th=0.03㎜，接近于IT9级，从表4-5可知，采用普冲。

差冲裁件孔中心距公差，由表4-6可得：料厚为2㎜，普通冲裁件，孔距基本尺寸＜50时，公差为±0.12。

⒉粗糙度用普通冲裁件方式冲裁厚度为2㎜以下的金属板料时，其断面粗糙度值Ra一般可达3.2～12.5μm。

普通冲裁毛刺的允许高度由表4-7查得：料厚＞1.5～2.0，试模时≤0.05，生产时≤0.15。

Ⅱ、确定冲裁工艺方案分析在工艺性分析的基础上，根据冲裁件的特点和要求确定合理的冲裁工艺方案。

冲裁工艺方案是指冲裁零件所采用的工序类型、工序数量、工序顺序及工序的组合方式，是设计制造模具和指导冲压生产的依据。

⒈工艺类型由零件图可知：外形采用落料，内形采用冲孔。

2.工艺次数由零件图可知：一次落料，一次冲孔，单工序为2次。

3．工艺顺序的确定通常情况考虑到冲压习惯，采用先落料后冲孔。

当多工序冲件采用单工序冲裁时，一般先落料使工件与条料分离，再冲孔，尽量使后续工序的定位一致，以减少定位误差和避免尺寸换算。

由图可知：先落料再冲孔是合理的。

4.工序组合方式的确定a．落料+冲Φ10的孔b．冲Φ10的孔+落料c．落料与冲Φ10的孔复合d．冲Φ10的孔与落料级进综合上述分析，该零件适合冲压，通过和客户商量，确定冲裁件的内、外转角处以圆弧过渡，最后该零件的冲压件图为：优化工艺方案步骤：经过对冲压件的工艺性分析，确认该零件适合冲压。

从零件的结构形状可知，所需基本工序为落料、冲孔二种，因此，可能的冲压工序方案有一下四种。

方案一：采用单工序模，落料+冲Φ10的孔方案二：采用单工序模，冲Φ10的孔+落料方案三：采用复合模，落料与冲Φ10的孔复合方案四：采用级进模，冲Φ10的孔与落料级进分析比较上述四种工艺方案，可以看出：方案一：模具种类是单工序模，设计和制造简单、方便，对于无导向模具制造的工作量和成本低，适应小批量生产，成产率低。

冲件精度低，对冲件最大尺寸和材料厚度不受限制，在使用高压压力机的可能性是不能使用，模具使用寿命会长些，对工人操作要求是要采取安全措施，由于小批量生产，经济效盈不高，因此，不符合大批量生产的要求。

方案二：模具种类也是单工序模，只是方案一先落料后冲孔，习惯通常冲压加工工序，在产品产量、生产效率、设备条件、产品质量、模具使用及模具寿命、工人操作以及经济效盈等与方案一一样，可能在加工工序上与方案一存在差异，最后得到的冲压件和方案一得到的冲压件在允许误差范围内，没有区别，由冲压件图可知，客户的生产批量是大批量，因此，不符合加工要求。

方案三：模具种类是复合模，适应冲件批量为大批量，模具制造的工作量和成本对冲裁复杂形状件时比级进模低，在生产率方面，冲件或废料落到或被顶到模具工作面上，必须用手工或机械清理，生产率稍低，冲件精度可达IT10-IT8级，对于大批量的冲压件，一般精度的冲压件采用IT8-IT7级精度的普通冲裁模。

在冲件平整度上，复合模因压料平整，冲件平整。

在设备方面，使用高速压力机的可能性，操作时出件较困难，速度不宜太高。

对冲件最大尺寸和材料厚度的要求为尺寸在300㎜一下，厚度在0.05～3㎜之间，这也符合冲压件图的要求。

在工人操作时，应需采取安全措施，由于复合模在安全性上不安全。

还有复合膜适应大批量生产，在经济效盈上是可观的。

方案四：模具种类是级进模，适应冲件批量为大批量，模具制造的工作量和成本对冲裁简单形状件时比复合模低，在生产率方面，工序间可自动送料，冲件和废料一般从下模漏下，生产效率高。

冲件精度为IT13～IT10级，如果冲压件的质量稍有要求，这个精度可能不符合加工要求。

在冲件平整度上，级进模不平整，要求质量较高时需校平。

在设备方面，使用高速压力机的可能性是可以使用。

在冲件最大尺寸和材料厚度上，尺寸在250㎜一下，厚度在0.1～6㎜之间，由图可知也符合要求。

对工人操作时，没有特殊的安全设施，由于级进模比较安全，因此安全性好。

由于级进模适应大批量生产，生产效率高，经济效盈相对高一些。

一个冲压件往往需要经过多道工序才能完成，因此，制定工艺方案时，必须考虑是采用单工序模分散冲压，还是将工序组合起来采用复合模或级进模冲压。

由冲压件图可知：生产批量为大批量。

一般来说，工序组合的必要性主要取决于冲压件的生产批量。

生产批量大时，冲压工序应尽可能地组合在一起，采用复合模或级进模冲压，以提高生产效率，降低成本；生产批量小时，则以单工序模分散冲压为宜。

但有时为了操作方便，保障安全，或为了减少冲压件在生产过程中的占地面积和传递工作量，虽然生产批量不大，也把冲压工序相对集中，采用复合模或级进模冲压。

另为，对尺寸过小或过大的冲压件，考虑到多套单工序模制造费用比复合模还高，生产批量不大时也可考虑将工序组合在一起，采取复合模冲压。

对于精度要求较高的零件，为了避免多次冲压的定位误差，也应采取复合模冲压。

对上述四种方案的优缺点总结如下：方案一的优点是模具结构简单，寿命长，制造周期一般，投产不是很快，尺寸和形状差，由于冲件精度低，冲件平整度低，因而表面质量差,操作比较简单。

缺点还有是工序分散，需要模具、设备和操作人员较多，劳动量较大。

方案二的模具和方案一差不多，就是加工工序不同，同时也具有方案一的缺点。

方案三采取了工序集中的复合冲压方式，生产效率稍低，但是冲件精度可达IT10-IT8级，制造周期短，投产快，尺寸和形状准确，表面质量也高，适应大批量生产，缺点是使用高速压力机速度不宜太高，还有在冲压过程中，存在安全隐患，需采取安全措施。

方案四采用了工序高度集中的级进冲压方式，生产效率最高，但模具结构复杂，安装调试维修比较困难，制造周期长，冲件精度IT13-IT10级，由于冲件平整度差，平面质量差。

在冲压过程中比较安全，适用于大量生产。

综上所述，考虑到零件批量大，而质量要求为一般精度，故选择方案三较为合适。

综合分析，比较后，从四种组合方案中确定一种适合于本单位条件，假设该单位的冲压设备可以加工，我个人认为最优化工艺方案是方案三—复合冲压方式。

Ⅲ、工艺计算⒈排样①有废料排样②少废料排样③无废料排样对于每个厂家都希望无废料排样，但是那只是美好的想法，无法实现，因此中能是采取少废料排样。

⒉排样的判定由冲压件图可知，作为大批量的生产，因此，合理利用材料，提高材料的利用率，是排样设计的主要考虑的因素之一。

只有先保证在最低的材料消耗，其他因素作为参考，如最高劳动生产率条件下符合技术要求的零件、方便生产操作、冲模结构、车间生产条件等。

材料利用率：η=A〃h／B〃L⒊料边与搭边的计算①初始定位B 0-Δ=（D max+2a）0-Δ查表4-18可知：a=1.5=（58+2×1.5）0-Δ查表4-19可知：Δ=0.6=610-0.6初始定位适合零件精度不高，由于磨损，适合小批量生产。

②中级定位B 0-Δ=（D max+2a+Z）0-Δ B 0-Δ=（D max+2a+Z）0-Δ=（58+2×1.5+5）0-Δ=（30+2×1.5+5）0-0.15=660-0.6 =380-0.15查表4-18可知：a=1.5 查表4-19可知：Δ=0.6。

查表4-20可知：Z=5中级定位适合零件精度不是很高，适合中大批量生产。

③高级定位B 0-Δ=（D max+2a+nb₁）0-Δ查表4-21可知：b₁=2.0=（58+2×1.5+1×2.0）0-0.6=630-0.6高级定位适合零件精度很高，适合中大批量生产。

综合考虑，由冲压件图可知，该产品精度要求不高，大批量生产，我认为选择中级定位合理。

则：条料宽度为B 0-Δ=660-0.6 B 0-Δ=380-0.15查表2-5可知轧制薄钢板的尺寸规格，我选取钢板宽度为1000㎜，钢板长度为2200㎜。

一般情况下，首选纵裁作为裁板方式。

第一种情况按竖排分析：只有一种情况。

η=A〃h／B〃L=（1345×73／66×2200）×100％=67.6％第二种情况按横排分析：只有一种情况。

η=A〃h／B〃L=（1345×37／38×2200）×100％=59.5％通过计算可知：竖排η=67.6％＞横排η=59.5％因此该冲压件采用B 0-Δ=660-0.6 竖排方式。

⒋排样图⒌冲压力计算（选吨位设备）⑴冲裁力F落=KL₁tτb=1.3×162×2×300 查表2－3得：τb=300MPa =131040NF孔= KL2tτb=1.3×10π×2×300=24180NF= F落+ F孔=131040+24180=155220N⑵卸料力F X=K X F落=0.05×131040=6552N⑶推荐力F T=Nk T F孔=5×0.055×24180=6735N⑷顶料力F D=K D F=0.06×155220=9313N⑸冲压总力①采用弹性卸料装置和下料方式的冲模时FΣ=F+F X+F T=155220+6552+6735=169kN②采用弹性卸料装置和上料方式的冲模时FΣ=F+F X+F D=155220+6552+9313=172kN③采用刚性卸料装置和下料方式的冲模时FΣ=F+F T=155220+6735=162kN④弹性顶件的倒装复合模FΣ=F+F X+F T+F X＇=155220+6552+6735+9313=179kN①P≥（1.1～1.3）FΣ=1.3×169=220kN②P≥（1.1～1.3）FΣ=1.3×172=224kN③P≥（1.1～1.3）FΣ=1.3×162=211kN④P≥（1.1～1.3）FΣ=1.3×179=233kN通过计算分析，该冲压件先弹性卸料装置和下料方式的冲模。