冲裁模课程设计说明书

冲裁模课程设计说明书一设计任务《冷冲压工艺与模具设计》课程设计是冷冲模课程的最后一个教学环节，课程设计的任务为常用简单冲压零件的冲模设计。

内容如下：（1）模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、刃口尺寸计算、压力机选择等；（2）模具整装配图和模具重要零件设计；（3）编写设计计算说明书。

要求完成：模具整体装配图1 张，凸模、凹模、凸凹模等零件图3－5张，设计计算说明书1份（不少于15页）。

零件图：材料为08钢，板料厚度t=2 mm 生产批量：大批量二冲压工艺分析1.材料分析08钢为冷冲压薄板用钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的冲裁成形性能，主要用于制造厚度在4mm以下的各种冷冲压构件。

2. 结构分析该制件形状简单，结构对称，主要由是由圆弧和直线组成。

厚度适中，且大d≥批量生产。

零件两边有两个对称的孔，孔的直径7mm，满足冲裁最小孔径mint的要求。

另外，经计算孔距零件外形之间的最小孔边距为7mm，满0.1mm2足冲裁件最小孔边距min l ≥mm 35.1 t 的要求。

所以，该零件的结构满足冲裁的要求。

属普通冲压件。

但应注意：1）制件具有圆弧连接的特性，应注意尺寸的精度。

2）大批量生产，应重视材料与模具结构的选择，保证一定的模具寿命。

3. 精度分析：零件上标注了公差要求的尺寸，由公差表查得其公差要求都属IT12，故可采用普通冲裁工艺。

对于未注公差尺寸按IT13精度等级查补。

综合以上分析，对零件可采用普通冲裁方式。

三 确定工艺方案本冲件所需的基本工序为冲孔、落料、一般可采用：方案（1），单工序模；生产率低，积累误差大，生产不够安全，模具简单，制造容易。

方案（2），连续模；生产率高、误差小，生产安全，模具较复杂，制造稍难。

方案（3），复合模；生产率高，误差小，生产不够安全，模具复杂，制造困难。

考虑到大批量生产该零件，生产的效率不容忽视，拟采用方案（2）、（3）。

现将这两种模具的工艺技术功能比较如下：根据设计要求，工件的质量及精度要求不是很高，需大批量生产，需要高生产效率。

连续模具有生产效率高，模具寿命长操作安全性好，可进行高速冲压等优点。

故对于此工件，应选用连续模冲裁的方案。

四选择模具的结构型式模具结构形式：（1）采用级进模冲裁，导料销导料，横向送料，两道冲裁工序并排方案，第一工序冲孔，首件用定位销定长，第二工序落料仍旧有定位销定长，也可采用侧刃定距。

（2）凹模周界及厚度：凹模周界为100x80 ，闭合高度为110--130mm,厚度为14mm（3）因为08钢属极软的低碳钢，零件厚度仅为2mm，为了保证冲裁件平整度，卸料采用弹性卸料装置卸料，将废料从凸模上卸下。

（4）出件由装在模座之下的顶出装置实现。

（5）上、下模之间由导柱导套进行导向。

五排样设计排样，故名思义，就是图样的排列。

在多工位级进模设计中，排样的目的旨在确定从毛坯材料转变为产品零件的工序过程。

据统计在冲压件的成本中，材料费所占比例在60％以上。

因此，合理排样对提高材料利用率、降低产品成本具有重要意义。

虽然级进模设计的最终结果是模具结构和相关的零件，但在开展具体的模具设计之前，必须确定如下问题：(1)产品零件的毛坯如何从条料上截取?(2)构成产品零件的级进冲压工序有哪些7(3)各工序如何组合?如何排序?这些内容的确定就是排样的任务。

因此，排样是级进模设计的重要依据，是决定级进模优劣的主要因素之一。

一、排样方式冲件的合理布置（即材料的经济利用），与冲件的外形有很大关系。

分析零件形状，最大轮廓尺寸为49mm，批量较大，为了操作方便，采用单列直排。

零件可能的排样方式有如下三种。

方案1 方案2方案3方案1：工件同向直排，材料利用率较高，满足产品零件冲裁及后续工序的要求，适合于连续模生产，模具设计较为简单，且生产效率高，便于操作；·安全性要好，故为排样首选；方案2：工件反向直对排，材料利用率过低，舍弃；方案3：工件反向错位对排，由于外形冲切中易出现问题，尽管材料利用率最高，但模具结构过于复杂，为模具的设计及生产造成了一定的困难，因此舍弃。

二、搭边排样时冲裁件与冲裁件之间（a）以及冲裁件与条料侧边之间（a1）留下的工艺余料叫搭边。

它的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。

搭边还可以使条料有一定的刚度，便于送进。

搭边数值要合理确定。

从节省材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。

早搭边值过小时，作用在凸模侧边面上的法向压力沿着落料毛坯周长的分布将不均匀。

因此，必须使搭边的最小宽度大于塑变区的宽度，而塑变区宽度与材料性质和材料厚度有关，一般约等于0.5t。

所以，搭边的最小宽度可取大约等于毛坯的厚度。

搭边值大小与下列因素有关：①材料的力学性能。

硬材料的搭边值小一些，软材料、脆材料的搭边值要大一些。

②工件的尺寸和形状。

工件尺寸大或是有尖突的复杂形状时，搭边值应大一些。

③材料的硬度和厚度。

薄材料因其刚度差，易于拉入凹模，故搭边值亦应大一些。

④排样的形式（直排、斜排、对排等）。

⑤条料的送料方法，有侧压导向的搭边值可以小一些。

⑥挡料装置的形式（包括挡料销、导料销和定距侧刃等的形式）。

总的来说，搭边值一般是由经验再经过简单计算确定的。

查表3—10得搭边值：a=1.5mm,a1=1.8mm三、送料步距距指冲压过程中条料每次向前送进的距离，其值为诽样时沿送进方向两相邻零件之间的最小距离值。

如图3—9所示，步距可定义为式中S=L+aS——冲裁步距；L——沿条料送进方向，毛坯外形轮廓的最大宽度值；a——沿选进方向的搭边值。

此零件中，S=L+a=2*R7+1.5=15.5mm四、条料宽度条料宽度指根据排样结果确定的毛坯所需条料宽度方向的最小尺寸。

理论上条料宽度万按下式计算：B=D十2b式中 B—条料宽度的理论值；D——垂直于送进方向毛坯的最大轮廓尺寸，它随毛坯排样方位变化；b——侧格边值。

由于模具加工误差，条料的裁剪误差及送料时的误差，实际的条料宽度应有具体尺寸可根据不同的送料侧定位方式计算。

定的裕度四、条料宽度条料宽度的计算实在抛秧方法及搭边值确定后进行的。

而且条料宽度的计算还与是否采用侧压装置和侧刃有关。

本零件采用无侧压装置的冲孔落料模，调料宽度用以下方法确定B＝D十2(a1十△)十z式中 B——条料宽度尺寸；D——冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸；42+7*2=54mm（根据零件图）a1——冲裁件与调料侧边之间的搭边；a1=1.8mm△——条料宽度的单向(负向)公差；0.6mm（查下图得）z——条料与导料板之间的间隙。

0.2mm（查下图得）条料裁剪公差与导料板间的间隙 mm所以，B＝D十2(a1十△)十z=54+2（1.8+0.6）+0.2=59mm六计算工艺参数一、冲裁的计算冲裁力是选择压力机的主要依据，也是设计模具所必须的数据。

压力机的吨位要大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。

平刃模具冲裁时，冲裁力基本计算公式为抗剪强度不仅与材料的性质有关，还与材料硬化程度，材料相对厚度，凸、凹模相对间隙以及冲裁速度有关，可用如下公式计算：为简化计算，可按下表选用材料抗剪强度此零件周长为144.83mm，材料厚度2mm，08钢的抗剪强度取250MPa，则冲裁该零件所需冲裁力为kN14.94196560N250283.1443.1≈=⨯⨯⨯=NF模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需推件力和卸料力为查表3-8得均为0.05。

而=2*0.05*94.14k N≈9.414kN=0.05*94.14kN=4.707kN此零件采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲裁力为=（94.14+4.707+9.414）kN=108.261kN小型或中小型零件一般选用开式机械压力机，初选公称压力为２５０ＫＮ的开式压力机。

二、压力中心的计算冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。

模具的压力中心必须通过模柄轴线而和压力机滑块的中心线重合。

压力中心的计算采用空间平行力系的合力作用线的求解方法。

按比例画出工件形状，将工件轮廓线分成1l ，2l …7l 的基本线段。

并标定坐标系如右图。

因工件左右对称，其压力中心一定在对称轴y 上，即00=x ，故只计算0y 。

mm l 61=，mm y 5.4)75.11(1-=--=mm l 9)75.11(22=-⨯=,mm y 25.22/5.42==mm l 366423=-=,03=ymm l 81.60360/2497224=⨯⨯⨯⨯=π,mm y 37.10180/111180/111sin 774=+=ππ mm l 06.46180/6610225=⨯⨯⨯⨯=π,mm y 71.5180/66180/66sin 10135=-=ππ mm l 88.106=,mm y 36=mm l 96.435.3227=⨯⨯=π,mm y 77=mm l l l l y l y l y l y l y 77.571.21221.1227......7321773322110==++++++++= 因此，压力中心为x=0，y=5.77。

三、模具的闭合高度模具的闭合高度（H ）是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座的下平面的高度。

模具的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。

当压力机的连杆调节至最短时为压力机的最大装模高度Hmax ；当连杆调至最长时为压力机的最小装模高度Hmin 。

要保证冲压模的正常安装与工作，则必须有： Hmin+10m m ≤H ≤Hmax+10m m若模具的闭合高度H>Hmax ，则该压力机不能用，若H<Hmin ，则可以再加垫板。

或得调节量H1.冲压模闭合高度的确定，与小滑块调节到最高时压力机的闭合高度(最大闭合高度)及滑块的调节量等有关。

它们之间的相互关系为：式中 H——冲压模的闭合高度；Hm——压力机的最大闭合高度；J23—16的最大闭合高度为270mm.H1——滑块的调节量。

对于一个制件的全部工序来说，为了使用便于安装和调整模具，除落料工位外，在可能的情况下应尽量采取相同的模具高度。

暂取模具的闭合高度H为270mm.七冲压模零件设计一、模具零件的分类根据模具零件的不同作用可将其分成两类：1.工艺零件这类零件直接参与完成冲压工艺过程并和坯料直接发生作用。

包括工作零件，定位零件，压料，卸料及出件零件。

2. 结构零件这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料直接发生作用，只对模具完成工艺过程起保证作用或对模具的功能起完善作用。

包括导向零件，固定零件，紧固及其他零件。

二、工作零件设计1、凸、凹模工作部分尺寸及公差的计算根据零件的形状，加工时可先冲出两个7φ的孔，再使用落料工艺获得零件的外部轮廓，因此凸、凹模工作部分尺寸应分两步确定。