冲压模具课程设计说明书

目录1、冲压件工艺性分析－－－－－－－－－－－－－－22、冲压工艺方案的确定－－－－－－－－－－－－－23、必要的工艺计算－－－－－－－－－－－－－－－3（1）排样的设计－－－－－－－－－－－－－－－－3（2）计算凸、凹模刃口尺寸－－－－－－－－－－－4 （3）冲压力的确定－－－－－－－－－－－－－－－7 （4）压力中心的确定－－－－－－－－－－－－－－74、模具总体设计－－－－－－－－－－－－－－－－75、模具主要零件结构的设计－－－－－－－－－－－7 （1）落料凸、凹模的结构设计－－－－－－－－－－8 （2）卸料装置的设计－－－－－－－－－－－－－－106、模架的设计－－－－－－－－－－－－－－－－117、冲压设备的选择－－－－－－－－－－－－－－－148、绘制模具总装图－－－－－－－－－－－－－－－14 参考文献－－－－－－－－－－－－－－－－－－－16冲孔落料模具设计工件名称： 生产批量：大批量 材料：10钢 厚度：1.5mm 工件简图：如图所示一、冲压件的工艺分析该零件形状简单，是由圆弧和直线组成，是以拉深件（半成品）为毛坯，经过冲孔落料得到。

冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11-IT14，零件图上尺寸均未标注尺寸偏差属未注公差可按IT14级确定工件的公差。

差公差表各尺寸为：000.3000.740.7400.2562532R φ+---、、4、。

结论：可以进行冲裁加工。

二、工艺方案的确定该零件所需的冲压工序为冲孔和落料，可拟定出一下三种工艺方案：方案一：用简单模分两次加工，即冲孔——落料。

方案二：冲孔、落料复合模具。

方案三：冲孔、落料级进模具。

采用方案一，生产率底，工件的累计误差大，操作方便，由于该零件为大批量生产，方案二和方案三更具优越性。

复合模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管结构比较复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。

级进模随生产率高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的形位精度需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模具复杂。

通过对上述三种方案的分析比较， 该零件的冲压件生产采用方案二的复合模为佳。

三、必要的工艺计算1、由该零件为半成品的冲压件故不用设计排样2、计算凸，凹模刃口尺寸，查《冲压工艺与模具设计》表 2.4得间隙值min max 0.1320.24Z mm Z mm ==、 1）孔4φ凸、凹模尺寸计算凸、凹模刃口尺寸的计算。

由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模凹模分开加工的方法制作凸、凹模。

其凸凹模刃口尺寸计算如下：查表2.5得凸，凹模制造公差：0.020.02mm mm δδ==凹凸、校核： max min 0.240.1320.108z z -=-=+0.04mm δδ=凹凸而 满足ma x min -+Z Z δδ≥凹凸的条件。

查《冲压工艺与模具设计》表2.6得：IT14级时磨损系数X=0.5按式（2.5）000min 0.20.020.020.02min 0=0.3 4.15() 4.28d d mmd d Zmmδδ---+++∆=⨯==+==凸凹凸凹凸（+x ）（4+0.5）（4.15+0.132）2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算。

对外轮廓的落料，由于形状简单，故采用凸模、凹模分开加工的方法制作。

查《冲压工艺与模具设计》表2.5得凸凹模制造公查0.020.03mm mm δδ==凹凸、校核：max min 0.108Z Z mm -=而0.020.030.05mm δδ+=+=凹凸 满足：max min Z Z δδ-≥+凹凸查《冲压工艺与模具设计》表2.6得：IT14级时摩擦系数X=0.5 按式2.40.030.030062(620.50.74)61.63mm ++=-⨯=凹000.020.0262(61.630.132)61.50mm --=-=凸0.030.030053(530.50.74)52.63mm ++=-⨯=凹000.020.0253(52.630.132)52.50mm --=-=凸0.030.0300(20.50.25) 1.88R mm ++=-⨯=凹000.020.02(1.880.132) 1.748R mm --=-=凸3）冲压力的计算落料力：b t 264.24 1.5335132.78N F L KN σ==⨯⨯=落（）冲孔力：b t 2 3.142 1.5335 6.31N F L KN σ==⨯⨯⨯⨯=孔（）冲孔时的推件力nk F F =孔推推取直筒形刃口的凹模刃口形式由《冲压工艺与模具设计》表2.21查得：h 6n 6/1.54mm ===则查《冲压工艺与模具设计》表2.7得 k 0.005=推40.005 6.31 1.26F KN =⨯⨯=推落料时的卸料力k F F =卸卸落查《冲压工艺与模具设计》表2.7取 k 0.04=卸 故0.04132.78 5.31F KN =⨯=卸 总压力为：+++132.78 6.31 1.26 5.31145.66F F F F F KN KN ==+++=孔总落推卸（）为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30%左右，即1.3 1.3145.66189.358F F KN KN '=⨯=⨯=总总 4）压力中心的计算 如下图所示：由前计算凸模刃口轮廓的冲裁力F 1、F 2，每一个凸模刃口轮廓的周长1L 、2L ，1b t F KL =1、2b t F KL =2。

由图131X =、126.5Y =、259X =、24Y =。

根据力学定理，合力对某轴之力矩等于各分力对同轴力矩之代数和，则可得压力中心坐标计算公式：ni i12n ni 10n12nii 1++F XF X F X F X X F F F F==++==++∑∑12ni i12n ni 10n12nii 1+++FYFY F Y F Y Y F F F F==+==++∑∑12将F 1、F 2分别代入上式，这时压力中心坐标变为ni i12i 10n12ii 1+132.7831 6.315932.27+132.78 6.31F XF X F XX F F F==⨯+⨯====+∑∑12ni i12i 10n12ii 1+132.7826.5 6.31425.48+132.78 6.31FYFY F YY F F F==⨯+⨯====+∑∑124.模总体设计根据上述分析，本零件的冲压包括冲孔和落料两个工序，可采用倒装复合模具，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。

工件留在落料凹模孔洞中，应在凹模孔设置推件块，卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。

由于在该模具中压料是由落料凸模于卸料板一起配合工作来实现，所以卸料板应具有压料作用，应选用弹性卸料板来卸下搭边废料。

因为是大批量生产，采用手动送料，从前往后送料。

由于改制件采用的是倒装复合模，而且为半成品毛坯，所以不用设计挡料销和导料销，用半成品的拉伸部分定位即可。

为了让确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。

由于该零件导向尺寸较小且为单个毛坯，冲裁模具精度要求不是太高，所以宜采用中间导柱模架。

5.模具主要零部件的结构设计（1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括以下几个方面：1）落料凸模、凹模的设计结构。

在落料凹模内部，由于要设计推件块，所以凹模采用直壁式凹模刃口为直壁刃口并查《冲压工艺与模具设计》表2.21取得刃口高度h 8mm =。

该凹模的结构简单，宜采用整体式。

查《冲压工艺与模具设计》表2-22，得k=0.28 即凹模高度H=kb=0.286217.36mm ⨯=凹模壁厚C=1.5H=1.517.3626.04mm ⨯= 凹模的外形尺寸的确定：凹模外形长度L=mm ⨯（62+226.04）=114.08 凹模外形宽度B=mm ⨯（53+226.04）=105.08 凹模整体尺寸标准化《中国模具设计大典》得： mm mm mm 16012518⨯⨯ 其结构如下图（二维、三维）所示：2）冲孔4φ凸模设计。

为了增加冲孔凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应制成逐渐增大的多级形式，且它的外形尺寸为圆形，所以由《中国模具设计大典》选用B 形圆凸模，且材料为Cr12。

冲孔凸模固定板厚度取15mm ，冲孔凸模长度根据结构上的需要来确定：1517.3632.36L H H mm =+=+=凸模固定板落料凹模板（取36mm ）由于此凸模直径较小，且长度较长，所以需对其进行强度校核。

①冲孔凸模强度校核：校核公式： minF A σ≤孔压【】 式中：F 孔——冲孔冲裁力 6310N F =孔min A ——凸模最小断积2mm 222min 4.1513.5222t d A mm ππ=⨯=⨯=（）（）σ压【】——凸模材料需用压力，a MP 。

由凸模材料Cr12查手册得 σ压【】=（1000-1600）MPa 取σ压【】=1000MPamin 6310466.7213.52F MPa A σ==≤孔压【】 ② 凸模刚度校核（细长杆失稳校核）：max l ≤max l ——最大自由长度6310p NP N =——凸模总压力 44mm 64min min d J J π=——最小断面惯性矩E ——凸模材料弹性模量MPa 52.110E MPa =⨯ mm 4.15d d mm =——凸模最小断面直径μμ——支撑板系数，无导板导向 =2n n=2-3——安全系数，钢取max19.95L mm ≤==182Lmm = max 19.95L mm = 所以凸模强度、刚度符合要求。

3）凸凹模的结构设计本模具为冲裁复合模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。

根据整体模具的结构设计需要，凸凹模结构如图下图（二维、三维）所示：确定凹模在模架的安装位置时，要根据压力中心与模柄中心重合。

校核凸凹模的强度：查《冲压工艺与模具设计》表2.23得凸凹模的最小壁厚为3.8mm ，而实际最小壁厚为4mm 。

故符合强度要求。

凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双面间隙为0.1320.240mm 凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸4mm 的公差应比零件标准的精度高3-4级。

即为40.15mm ±4）卸料橡胶的设计此冲模中的弹性元件采用的是橡胶。

主要是黑色和聚氨酯橡胶。

橡胶的压缩是一般不能超过橡胶自由高度的30%，否则橡胶会过早地失去弹性。

根据模具结构初步确定4块橡胶，每块橡胶的预压力为:30 5.31101327.5n 4NF F N ⨯≥==卸（）根据预压力和模具结构尺寸，初选序号为：① 橡胶的自由高度1240480.250.300.250.30h H mm ===自 式中：H 自——橡胶的自由高度h ——工作压缩量（工作行程）mm取42mm② 橡胶的直径21327.51252.41.06X P A mm P ===240D mm ==≈ 式中：X P ——橡胶压力 NA ——橡胶压缩面积 2mmP ——与橡胶压缩界面有关的单位压力，查《中国模具设计大典》得1.06MPaD ——橡胶的直径 mm取45mm6.模架的设计查《中国模具设计大典》：上模座：16012545mm mm mm ⨯⨯下模座：16012550mm mm mm ⨯⨯导柱：25180mm mm ⨯ 28180mm mm ⨯导套：259538mm mm mm ⨯⨯ 289538mm mm mm ⨯⨯卸料板：16012516mm mm mm ⨯⨯凸模固定板：16012516mm mm mm ⨯⨯模具闭合高度：451818 1.516302050188.5H h h h t h h h mm =++++++=+++++++=凹下上闭凸模固定板橡胶凸凹模固定板7.冲压设备的选择选择型号为JB23-25的开式双柱可倾压力机能满足使用要求。