用Solidworks建模的冲压模具设计(含图片预览

目录1.零件工艺性分析 (2)2.冲压工艺方案的确定 (2)3.排样方式及材料利用率 (2)4.模具结构形式合理性分析 (3)5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明 (5)6.凸、凹模工作部分尺寸与公差 (9)7.压力中心计算、弹性元件的选用及计算 (13)8.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定 (14)9.小结 (16)10.参考文献 (16)1.零件工艺性分析：该零件为连接片，材料较薄，主要用于零件之间的连接作用。

零件外形轴对称，有圆弧段，系典型的板料冲裁件，材料为15钢，板厚1mm。

冲裁件孔与孔、或孔与边缘的间距b、b1，符合b>1.5t，b1>t。

根据设计图纸可知，采用典型的冲孔模和落料模工艺，来达到一定的精度要求。

根据要求，采用冲裁落料复合模的正装形式。

2.冲压工艺方案的确定冲压性质：冲孔落料工序组合方式：采用冲孔落料模。

3.排样方式及材料利用率材料利用率为η=（A0／A）×100％＝（8860.63/11386.32）×100％＝77.82％4.模具结构形式合理性分析(1)滑动导向模架结构型式［3］图2－73 ａ中间导柱的模架规格：单位：ｍｍ表1－286L B H MAX H MINｈ１ｈ２200 200 240 200 45 50（2）复合模矩形薄凹模典型组合［3］图1－79复合模矩形薄凹模典型组合尺寸：单位：ｍｍ表1－304凹模周界L 200 件号和名称5 卸料板厚度件数1 16B 200 6 固定板厚度 1 22 凸凹模长度61 7 垫板厚度 1 8配用模架闭合高度H 最小200 8 螺钉 6 M12×65 最大240 9 圆柱销 2 12×70孔距S 164 10 卸料螺钉 6 12×55S1 90 12 螺钉 6 M12×90S2 164 13圆柱销212×90 S3 90 14 2 12×60 1 垫板厚度件数1 82 固定板厚度 1 203空心垫板厚度1 184 凹模厚度 1 18（3）合理性分析各板厚之和＝8+20+18+18+16+22+8＝110各板厚之和+ｈ１+ｈ２+1＝110+45+50+1＝206H MAX＝240H MIN＝200∴H MAX＞206＞H MIN 即合理5.模具主要零件形式、材料的选择、公差配合、技术要求的说明(1)导柱和导套导柱和导套都加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。

导柱和导套为间隙配合，要求配合表面坚硬和耐磨，且有一定的强韧性，常用20号钢制作，表面经过渗碳淬火处理，硬度为HRC58-62，渗碳层深度0.8-1.2mm。

导柱：选用B型导柱，基本尺寸d=25mm，L=200mm, l=55mm导套：基本尺寸d=25mm，D=38 mm, L=100mm，H=40mm(2)空心垫板（3）凸模固定板凸模固定板主要用于小型凸模、凹模或凸凹模等工作零件的固定。

凸模固定板或凸凹模固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本上是一致的。

凸、凹模固定板由A3或A5号钢制造。

由于凸模的尺寸和外形，因此凸模固定板厚度取20mm。

（4）卸料板设计中使用的是固定卸料板，内镶有小导柱，用作凸模导向和卸料，适于小孔精密冲压或高速冲压。

固定卸料板有一定厚度，用螺钉和销钉固定在上模上，能承受的卸料力较大。

固定卸料板和凸模的单边间隙，一般取0.1-0.5mm，但不小于0.05mm。

固定卸料板厚度与冲裁力大小、卸料尺寸等有关，取20mm。

俯视图上视图（5）模柄根据所选择的压力机，其模柄孔尺寸为Φ50×70 mm 查[3]表10－47，选用压入式模柄，得参数：d=50 mm，D=100mm，D1=72 mm，H=78mm，h=18 mm，d1=17 mm，d2=18 mm，d3=11 mm, h1=11 mm(6)挡料销选用橡胶垫弹顶挡料销，根据[3]表1-230：选A10×6×2，材料为45号钢，热处理：硬度HRC43～486.凸、凹模工作部分尺寸与公差凸模1：凸模2：凸凹模：凹模：根据[1]p49的例题：（单位：mm）凸模1尺寸计算：L类尺寸：基本尺寸＝50 δ＝0.070d L＝50±0.070／2＝50±0.035e类尺寸：基本尺寸＝R4.0 △＝0.18 δ＝0.040 N7＝0.114N2=0.015d e＝e+N7+0.5N2=4.1220-0.04凸模2尺寸计算：E类尺寸：基本尺寸＝31△＝0.39 δ＝0.06N7＝0.114N2=0.009d E＝基本尺寸+N7+N2=31.1290-0.06凸凹模尺寸计算：A类尺寸：基本尺寸＝120，86.2 △＝0.63，0.54 δ＝0.0122C MIN＝0.1d A＝D A-2C MIN＝119.7710-0.012＝85.9710-0.012a类尺寸：基本尺寸＝R10 △＝0.27 δ＝0.005 Z MIN＝0.1N4＝0.126 N5=0.02d a＝基本尺寸－0.5Z MIN－N4－0.5N5=9.8160-0.05E类尺寸：基本尺寸＝31 △＝0.39 δ＝0.06 2C MIN＝0.1D E＝［d E］＋2C MIN＝31.223+0.0030e类尺寸：基本尺寸＝R4.0 △＝0.18 δ＝0.040 Z MIN＝0.1D e＝［d e］＋0.5Z MIN＝4.172+0.0150L类尺寸：基本尺寸＝50 δ＝0.070D L＝50±0.070／2＝50±0.035凹模尺寸计算：A类尺寸：基本尺寸＝120，86.2 △＝0.63，0.54 δ＝0.012N1＝0.114 N2=0.015D A＝基本尺寸-N1-N2＝119.871+0.0180＝86.071+0.0180a类尺寸：基本尺寸＝R10 △＝0.27 δ＝0.005 Z MIN＝0.1N4＝0.126 N5=0.02D a＝［d a］＋0.5Z MIN＝9.819+0.01507.压力中心计算、弹性元件的选用及计算（1）压力中心计算冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的作用点。

冲压时，模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。

否则滑块就会偏新载荷，使上模歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低冲床的寿命。

所以在设计模具时，必须确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。

由SOLIDWORKS计算得压力中心极其接近于对称中心，所以认为压力中心即对称中心。

(2) 弹性元件的选用根据[3]附录表-16：单位：mmD=45 d=12.5 H=25 D1=588.冲裁力计算、设备类型及吨位的确定计算冲裁力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。

板料材料为15钢，查[3]表1－8取τb=470MpaF冲裁=L×t×τb其中：F冲裁——冲裁力，单位为NL ——冲裁周边，单位为mmτb——材料抗拉强度，单位为MpaF孔=395.23×1×470=185758.97NF落=637.497×1×470=299623.59N查[2]表3－11得K推=0.055，K卸=0.05，n=h/t=6其中：n——同时梗塞在凹模内的零件数F推=n×K推×F落=6×0.055×299623.59=98875.7847NF卸=K卸×F孔 =0.05×185758.97=9287.9485NF总= F孔+ F落+F推+F卸=407787.32N≈407.79KN≤压力机公称压力∴根据［3］表1－82，初选开式双柱可倾压力机：型号公称压力（KN）滑块行程（mm）滑块行程次数（min-1）最大闭合高度（mm）闭合高度调节量（mm）滑块中心线至床身距离（mm）立柱距离（mm）JB23-63 630 100 40 400 80 310 420工作台尺寸（mm）工作台孔尺寸（mm）垫板尺寸（mm）模柄尺寸（mm）滑块底面尺寸（mm）床身最大可倾角（°）前后左右前后左右直径厚度直径直径深度前后左右570 860 310 450 400 125 50 70 360 400 25 根据［3］表1－86：400-125-5≥206≥320-125+10270≥206≥205∴压力机选用JB23-63．9.小结在经过了几个星期的复合冲裁模模具的设计，我充分了解了设计冲裁模具中间要考虑的各项细节，并且对于复合模的整体的设计过程有了进一步的了解。

更有一种将所学的理论知识运用到实践的体会，巩固了《冲压工艺学》课程的理论知识，加深了对冷冲模具的认识和热爱，同时也锻炼了我的徒手绘图能力，提高了设计计算和查阅参考资料的能力，掌握一般冲压件工艺和模具设计的方法和步骤。

在设计过程中，结合生产条件等因素，考虑各方面的因素，本着尽可能采用先进的技术和合理的工艺，努力达到设计出技术合理、经济效益好的模具的目标。

同时体会了团队合作的乐趣和益处，对将来的社会工作起到了积极的作用。

鉴于是对于冷冲模具的初次设计，在设计过程中不可避免会有一定的不足，有出错之处，在此希望得到老师的谅解并指出不足之处，从而得到修正。

相信只有不断的改正才能有所提高。

10.参考文献[1] 王镜秋主编. 冲模设计手册[四].机械工业出版社, 1988[2] 徐新成主编．冲压工艺及冲模设计．机械工业出版社，2004[3] 冯炳尧等编．模具设计与制造简明手册．上海：科学技术出版社，2001。