简单冲压模具设计

内容摘要

目录

第一章零件工艺性分析 (1)

1．1材料分析 (1)

1. 2结构分析 (1)

1. 3精度分析 (1)

第二章冲裁工艺方案的确定 (1)

第三章冲裁工艺方案的确定 (3)

3.1刃口尺寸计算原则 (3)

3.2刃口尺寸计算 (3)

3.3排样计算 (5)

3.4冲压力计算 (5)

第四章冲压设备的选用 (7)

第五章模具零部件结构的确定 (8)

5.1标准模架的选用 (8)

5.2模具中各零件的厚度 (8)

第六章模具装配图及各零件图见图纸 (10)

第七章部分主要零件的加工工艺 (10)

致谢 (12)

参考文献 (13)

第一章零件工艺性分析

工件为图1-1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度2mm，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：

图1-1

1．1材料分析

Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。

1. 2结构分析

零件结构简单，对冲裁加工较为有利。

1. 3精度分析

零件上有且只有两个未注公差要求的尺寸，对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。

由分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

第二章冲裁工艺方案的确定

零件为一落料冲孔品件，可提出的加工方案如下：

方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。

方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。

方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。

方案一模具结构简单，但需要两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压间的形位精度继和尺寸精度易保证，且生产效率较高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二相比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。

经过上述比较，三个方案中选用方案二生产较好。

第三章冲裁工艺方案的确定

3.1刃口尺寸计算原则

冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。因此，正确地确定凸、凹模刃口尺寸及公差，在设计和制造模具时是很重要的。

生产实践证明：由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度，落料件的大端尺寸等于或接近于凹模刃口尺寸，冲孔件的小端尺寸等于或接近于凸模刃口尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。

冲裁时，凸模和凹模要与制件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越用越大。由此在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循下述原则：

落料时，先确定凹模刃口尺寸。凸模刃口的基本尺寸取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内，所能冲出合格的制件，凸模刃口的基本尺寸则按凹模刃口基本尺寸减小一个最小合理间隙值来确定。

冲孔时，先确定凸模刃口尺寸。凹模刃口的基本尺寸取接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内仍可使用，而凹模刃口的基本尺寸按凸模刃口的基本尺寸加上一个最小合理间隙值来确定。

凸模和凹模刃口的制造公差，主要取决于冲裁件的精度和形状，一般模具的制造精度比冲裁件的精度至少高1～2级。零件图上的所有的尺寸均未标注公差，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。

3.2刃口尺寸计算

根据上述原则，就可确定凸、凹模的刃口尺寸及公差。但由于模具的加工和测量方法不同，在进行模具计算与尺寸公差标注时，其方法也不同。对于冲压形状复杂或薄板工件的模具，为了保证冲裁凸、凹模间有一定的间隙值，必须采用

配合加工。考虑到冲裁件为圆形简单结构，这里采用凸模与凹模分开加工。

（1）落料件尺寸的基本计算公式为

尺寸10.9mm可查得凸、凹模最小间隙=0.140mm，最大间隙=0.180mm，凸模制造公差=0.02mm，凹模制造公差=0.02mm。将以上各值代入校验是否成立，经校验不等式成立，所以可以按上式计算工作零件刃口尺寸。

即

=（10.9-0.43×0.5）

=10.685

=（10.685-0.14）

=10.545

（2）冲孔基本公式为

尺寸4mm，可查得其凸模制造公差=0.02mm，凹模制造公差=0.02mm。经验算，满足不等式，因该尺寸为单位磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得

=（4+0.5×0.3）

= 4.15

=（4+0.5×0.3+0.14）

= 4.29

3.3排样计算

分析零件形状，应采用单直排的排样方式，零件的排样方式如图1-2所示。

图1-2 零件排样图

3.4冲压力计算

可知冲裁力基本计算公式

F=kltГ

零件的周长为46.786，材料厚度为2mm，Q235钢的抗剪强度取350MPa，安全系数一般取1.3，则冲裁该零件所需冲裁力为

F=1.3×46.786×2×350=42 575.26（N）≈43（kN）

模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力Fx和推件力Ft为

Fx=KxF=0.05×46.786≈2.4（kN）

Ft=NKtF=3x0.055×46.786≈7.7（kN）F总=F+Fx+Ft

=43+2.4+7.7

=53.1（kN）

初选设备为开式压力机J23-10。