单工序落料模设计说明书

目录一、设计任务 (1)二、冲压工艺分析 (2)三、冲压件工艺方案的确定 (3)四、模具结构形式的确定 (4)五、工艺尺寸的计算 (5)1、排样方法的确定 (5)2、排样的相关计算 (5)3、刃口尺寸的计算 (6)4、冲、推、卸料力的计算 (7)5、压力机公称压力的计算 (8)6、冲裁压力中心的确定 (8)六、主要零部件的设计 (9)七、模具工程图 (13)八、冲压设备的选取 (14)九、心得体会 (16)十、致谢 (17)十一、参考文献 (18)设计任务如图所示是风扇电机后盖的零件图，材料为冷板B-1/08F-Ⅱ-Z，材料厚度1mm，大批量生产。

其工艺过程大致为：落料、拉深、胀形（底部），切边，冲底孔、冲凸缘孔、切舌，整形8道。

要求设计该零件的拉深工序的模具。

二.冲压件工艺分析①材料：该冲裁件的材料08F钢，具有较好的可冲压性能。

②零件结构：该冲裁件结构简单，形状简单，比较适合冲裁。

③尺寸精度：该落料件的外形尺寸是根据拉深件的尺寸计算出拉深的毛胚尺寸，即为该零件的落料的尺寸。

经计算该毛胚尺寸约为160mm,未注公差按GBT15055等级m来计算，即为160±0.35mm，故尺寸精度不高。

落料件外形：160±0.35mm三、冲压件的工艺方案确定通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。

该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。

四、确定模具总体结构1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。

2、定位方式的选择因为该模具采用得条料，控制条料得送进方向采用导料销；控制条料的送进步距采用挡料销。

3、导柱、导套位置的选择由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。

导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。

该零件承受侧压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。

4、滑动式模架选择由于受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用后侧导柱导套式模架。

该模架可以三方面送料，操作特别方便。

5、卸料、出件方式的选择在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。

卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。

这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。

当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简化模具结构，但是因为工作部位封闭，送料只能靠手感，操作不便，安全性差。

由于零件厚度只有1mm，属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。

五、工艺尺寸计算1、排样方法的确定排样方法的确定排样方案对零件质量、生产率与成本，也会直接影响到材料的利用率以及模具结构和寿命等。

材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。

在不影响零件性能的前提下，应合理设计零件排样，提高材料利用率。

通过对比观察分析，结合大批量生产的特点，适宜采用对头直排的方式，粗画排样如图1-1图1-1 粗画的排样图 2．排样的相关计算查表2-16，取最小搭边值：工件间。

1a =1.5mm ，侧面a =1.5mm 。

考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取a =5mm,为了方便计算取1a =2.；确定条料步距 步距：S=160+2=162mm ，宽度：B=160+2×5=170mm。

条料的利用率280100%74.28%167162A BS πη⨯=⨯==⨯画出排样图 根据以上资料画出排样图，如图1- 所示。

图1- 2 排样图2、凸、凹模刃口尺寸的计算定 凸、凹模采用分别加工法：查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-4、3-5，0.140max Z mm=，0.100min Z mm=，x=0.50.4()0.40.0400.016p max min Z Z mmδ=-=⨯=d 0.6()0.60.0400.024max min Z Z mm δ=-=⨯=++0.024d 00(x )(160.35-0.50.7)=160d Max D D mmδ=-∆=⨯0000min -min --0.016-0.016()(x )=(160.3550.70.1)159.9pp p d p D D Z Z mmδδδ=-=-∆--⨯-=式中maxZ 、minZ ——最大、小初始双面间隙pδ、d δ——凸、凹的制造公差 dD 、pD ——落料凹、凸模尺寸maxD ——落料件的最大极限尺寸∆——冲裁件制造公差x——系数3、冲、推、卸料力的计算（1）冲裁力F 落为：F 落≈Ltσ b其中，L=π×D以上公式中：F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；σb——材料抗拉强度；D——落料件直径；则有：L=π×D=3.14×160=502.4(mm)材料厚度t=1mm;材料:08F钢，参考相关资料，其抗拉强度σ b=365Mpa,则：F 落≈502.4×1×365＝183.376（kN）≈183（kN）（2）卸料力F x为：根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和下出料，F x＝K xF, 取K x＝0.04（查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-11）,如下图所示则：F x＝0.04×183＝7.32（kN）（3）推件力F T为：F T＝nK TF, 凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝1mm,n＝5/1=5;取K T＝0.055（查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-11），则：F T＝5×0.055×183＝50.325（kN）总冲压力F 总＝F 落+ F x+ F T＝183+7.32+50.325＝240.6（kN）4、压力机公称压力的计算选用的压力机公称压力P≥(1.3~1.5) F 总取系数为1.5，则P≥1.5F总＝1.5×240.6＝360（kN）5、冲裁压力中心的确定由于该落料零件是为圆形零件，故冲裁压力中心即为该落料件的圆心。

六、主要零部件的设计1、卸料装置的设计采用的是弹压卸料装置，选用合成橡胶作为弹性元件，已知Fx＝7.32kN，根据模具安装空间，取圆筒合成橡胶橡胶4个，每个橡胶承受的预压力F y为：Fy＝Fx /n＝7320/4＝1830N取hy＝32%h,查表得p＝2MPa,则橡胶的横截面积为：A＝Fy /p＝1830/2＝9152mm设橡胶孔直径为Dmm，橡胶上螺钉孔直径d为10mm，则有：A＝π/4（D2-d2）=π/4（D2-102）=9152mm经计算和保证足够的卸料力,取D＝36mm橡胶的自由高度：0(3.5~4)=24.5~28h S工作mm 取0h=28mm其中，=+1+=1+1+5=7S t工作修模量mm因为0.5＜h 0 /D＝28/36 =0.78＜1.5，所选橡胶符合要求。

橡胶的安装高度：h a＝（0.85~0.9）h 0＝23.8~25.2mm取h a＝25mm2.凹模尺寸的设计落料凹模凹模采用整体凹模，轮廓全部采用数控线切割机床即可一次成形，安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心的数据，尽量保证压力中心与模柄中心重合。

其轮廓尺寸的计算如下：凹模厚度H 凹＝Kb,查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-11取K＝0.15，则：H 凹＝0.15×160＝24mm,凹模壁厚C: C＝（1.5~2）×24＝36~48，取凹模厚度 H=30mm，壁厚C取40mm凹模长L：L＝b＋2c＝160＋2×40＝240mm凹模宽B：B＝s＋(2.5~4.0) H 凹＝160+(2.5~4.0) ×30 =235~280mm取凹模宽B=250mm所以凹模的外形尺寸为240mm×250mm。

故取凹模外形尺寸为250mm×250mm×30mm 凹模形状尺寸如图所示：3、凸模尺寸的设计因为零件为圆形，采用整体直通式凸模。

凸模长度主要根据模具结构，并考虑修磨、操作安全、装配等的需要来确定。

当按冲模典型组合标准选用时，则可取标准长度，否则应该进行计算。

采用弹压式卸料装置，凸模长度应按下式计算：凸模长度计算：L＝h 1＋h 2＋hh——凸模固定板厚度（mm）;式中1h——卸料板厚度（mm）;2h——附加长度（mm）;凸模固定板的厚度h 1=（0.6~0.8）H 凹=（0.6~0.8）×30=18~24mm,取凸模固定板的厚度h 1=18mm卸料板的厚度一般为10~20mm,查《冲压简明设计手册》表15.31，取卸料板的厚度为18mm附加长度为h＝橡胶安装高度h a＋板料厚度t＋凸模进入凹模的深度f，其中，h a=25mm, t=1mm,凸模进入凹模的深度取1mm,所以h= h a＋t＋f=25+1+1=27mm则：L＝h 1＋h 2＋h =18＋18＋27＝63mm凸模尺寸如图所示：4、模架根据凹模外形尺寸250×250×30，选凹模材料为HT200钢上模座选外形尺寸为315×250×50，下模座选外形尺寸为315×250×60。

如下图所示模具的闭合高度与压力机的装模高度关系：H max－5≥H≥H min＋10式中 H——模具闭合高度（mm）；H max——压力机的最大装模高度（mm）；H min——压力机的最小装模高度（mm）；1）H min= H max－T－S式中，T——工作台垫板厚度，S——为滑块行程从已选压力机设备参数已知：H max＝330mm, T=65mm,S=80mm,则有：H min= H max－T－S=330－65－80=185mm故模具闭合高度应为：325mm≥H ≥195mm实际模具闭合高度：H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f式中 H 上——上模架厚度(mm);H 下——下模架厚度(mm);H 垫——垫板厚度(mm);L——凸模长度(mm);H 凹——凹模厚度(mm);f——凸模进入凹模的深度(mm)则H 模＝H 上＋H 下＋H 垫＋L＋H 凹－f＝50＋60＋10＋63＋30－1=212mm(4)卸料板的设计材料选用Q235A钢，长和宽的尺寸取与凸模固定板相同的尺寸，厚度为8mm~18mm,取18mm(5)垫板的设计材料选用T10A钢，长和宽的尺寸和凹模尺寸相同。

垫板的厚度一般为5mm~10mm，取厚度H2=10mm,则外形尺寸为：250×250×10(6)导料销导料销直径为Φ10、长度为6mm,位于条料的左侧，材料采用45号钢，淬火处理，硬度为40~45HRC，与凹模的配合为H7/m6。