圆形落料模具设计说明书

序言

落料模具可以制成圆形、长方形、多边形、和其他不规则形状的薄型零件，如果和其他冲压成形工艺配合，还可以制造形状极为复杂的零件。用落料方法来制造薄型件，生产效率高，节省材料，零件的强度和刚度好，精度较高，其应用范围非常广泛。因此，拉深在汽车、航空航天、国防、电器和电子等工业部门以及日用品生产中，都占据相当重要的地位。

本说明书在设计圆形落料件的模具方面，通过分析和计算，详细的叙述了零件的加工工艺流程，通过选择相应的标准件和压力机，完成落料模的实体设计，并且对零件的技术适用性和经济价值进行分析，较为全面的展现出圆形落料件模具的特点和优点。

本设计中圆形落料件的加工简单，技术要求较低，从而降低了生产成本，能够在实际应用中有很高的经济效益，因此也成为落料件中应用最广泛的零件之一。

本产品的主要用途：可以制件进行小加工，即可变成玩具。

具体加工为人工加工，沿着上图所示黑色直线剪裁，剪裁宽度为0.5mm。加工完以后，磨掉零件的毛刺就可以了。完成后就是小朋友可以玩的拼装玩具。直径30.28mm够大，厚度0.5mm。这样很安全，小朋友不会吞下去，也不会太锋利刮伤手。

1、零件工艺性分析

1.1 零件图的分析

落料零件的结构图见以下图1-1：

图1-1 落料件结构简图

该零件为标准圆形落料件，其结构简单，冲裁时冲裁变形区形成较正常的纺锤形，因此适合冲裁加工。

零件的圆外形直径d=30.28mm，厚度t=0.5mm，其厚度较小，可以考虑采取一次拉深成形的工艺进行加工。拉深件圆角半径为R=2mm，相对于厚度t=0.5mm而言，圆角半径较大，有利于零件的成形，并且免去了整形工序。

冲裁件的内外形尺寸的经济公差精度一般在IT11级以下，落料件公差等级最好低于IT10级，当冲裁厚度小于2mm的金属板料，其断面粗糙度Ra一般可达12.5到3.2um

2、零件工艺方案的确定

2.1 排样方案的比较

基于工件的基本功能和结构特征可知加工工序为落料。其加工为冲裁加工。

由于此圆形片为批量生产，应选择效率较高的级进模，但考虑到级进模复合模制造成本高且复杂，而圆形片所需加工不是特别复杂，又是一个简单的落料模具，我认为采取单工序模也是可行的。根据以上基本工序的性质与数量，进行工序组合与排列，可以确定采用简单的单工序落料模。

在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，较好的确定工件形状尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。

此圆形片只一个简单落料工序，材料为Q235，初步拟定如下的排样方法

这种方案为有废料的直排，此方案对模具要求比较低，一般精度的模具即可满足要求，适合本例。故本例采用此方案

2.2 排样图的设计及材料利用率的计算

由2.1排样方案的比较得：选用有废料的直排的排样方法。如图2-2所示的排样方法。

此圆形片只有落料工序，，材料为Q235钢，确定为直排有废料排样。查表2-18（冷冲压模具设计指导））可确定搭边a=1.2和a1=1.5，再根据所加工零件外形尺寸可确定钢带的宽度应为33.98mm。

通过放样的方法，从中选择如下图2-3最为合理的排样方案。（具体的搭边值见A3图纸）*计算材料的利用率查[1]（3-16 P50）

衡量材料的经济利用的指标是材料的利用率。

η= A/BL×100%

设计废料+工艺废料=废料

=消耗材料面积—实用材料面积

一张板料上总的材料利用率 = ×100%

式中 A——冲裁体面积

——一张板料上所冲工件总数目

L×B——板料长×宽（）

计算可知A= 2159 ，由排样图可知 =1，L×B=100×34=3400 ,则η= 0.635×100%=63.5%。

3、模具设计

3.1 模具类型及结构形式的确定

图3-1 落料模结构图

1 6、上下模座

2 12、导柱 3、导料板 4 10、导套 5、凸模固定板 7压入模柄8、防转销 9 14、螺钉 11、垫板 13、卸料板 15、凹模 16、挡料销 17、凸模

如图3-1所示的落料模，由于毛坯为 30.28mm的圆件，故采用标准圆形凸模来冲裁板料；模具采取标准的中间导柱模架，导套导柱左右不相等，可以保证冲裁的精度，和模具寿命。

本设计的最大亮点在于采用了可替换的圆形凹模，此凹模不仅结构简单，强度可靠而且可拿出来，进行磨刃，或着替换新的凹模，这样一来可以，节约制造新模具的时间，又可保证模具的长时间利用，配合可替换的凸模，可以说是绝配，如图3-2.

图3-2 落料模下半部分

3.2 模具工作部分刃口尺寸及公差

落料模的工作部分零件主要包括：凸模、凹模。它们的结构和尺寸设计，对落料件的尺寸精度和粗糙度都有很大的影响。

一、凹模直径及公差 查[1](3-2 P43)

落料件尺寸标注在外形，根据公式3-2计算凹模直径：

凹

）（凹δ0max 5.0D D +

∆-= 3-2

式中 凹D ———凹模的基本尺寸；

max D ———拉深件外径最大极限尺寸；

∆———落料件的公差；

凹δ ———凹模的制造公差。

根据相关资料和已知条件可知，落料件的直径尺寸精度可取IT13级，由已知

max D =30.28mm ，∆=0.1mm ，d δ=+0.025，故

025

.00

1.05.028.30D +⨯-=）（凹

=025

.00

23.30+ mm

二、凸模直径及公差 查[1](3-3 P43)

根据公式（3-1）计算结果，按照下式计算凸模直径凸d 及公差：

max Zmin D d 凸）（凸δ--= 3-3

其中，凸δ为凸模制造公差，根据相关资料，选取p δ=0.02，则

02.003.023.30d --=）（凸

=0

02.02.30- mm

因此，凸模直径为0

02.02.30-mm ，凹模直径为025

.00

23.30+mm

3.3 模具主要零件的设计与选用

一、工作零件的选择

1、凸模

查[1]（3-32 a P71)

凸模选用标准圆凸模，结构形式如图3-4所示，其固定端按m6级制造

图3-4 凸模设计简图